(持續增加內容中)
(2014.02.26 增加已經修改好的Marlin韌體直接下載可用請參考這裡)
(2014.02.11 增加關於加熱床使用"毛玻璃"以及Opto endstop光學限位開關實驗實驗於Z軸與加熱床校正方法)
(2014.02.10 增加網路資源分享Z軸與加熱床校正方法)
(2014.02.06 搬家到痞客幫測試)
(2014.01.26 首次發表於隨意窩)

耶誕節與元旦閒來沒事,想自己DIY一台3D印表機,準備下手才發現國內關於這方面的資料真是少得可憐而且不是很完整,雖然已經有些前輩將心得分享給大家,我還是把自己製作的經驗寫下來給大家分享,歡迎共同研究並給予指教。

首先,我要講結論,我想看這篇文章的人大多是想自己DIY一台3D印表機吧,先講結論這樣對在一開始的人應該比較有幫助,對於想利用馬年假期完成一台的人,以下幾點是很重要的:

  1. 您必須要基本的電子以及機械方面的常識,如果懂得C/C++程式設計更好(非必要,幾乎用不到),如果你沒有這方面的專業也可以不過可能會花比較多的時間,歡迎同好發問。另外往後你會需要用到AutoCAD, OpenCAD, ProE等等做3D模型的繪製。

  2. 確認你要組裝的機種,目前3D印表機可以的少說近十種,細分幾十種甚至更多,本篇介紹主要是以目前較為普遍RepRap中的Prusa i3為主。往後有機會在製作其他的介紹給大家。(先預告應該是國內較少人製做的Delta形式喔!)

  3. 列出購買清單,把要買的零件盡量一次買齊,需要網購的盡早下單,需要到實體店面買的規格要看清楚,如果你清單不清楚你將可能每天在外面找東西,然後回到家又發現買錯,光是車費你就會花不少(如果你開車損失更大)。對於規格不是很確定的低價零件可以多買(比方線材或是螺絲),但如果是價錢不便宜的主要零件不清楚代表你功課還沒做夠。

  4. 框架(Frame),如果你要組裝的是Prusa i3,需下載雷射切割圖檔再去切割壓克力或木板,這必須一定是雷射切割,一般類似銑床的切割是不行的,不過在這裡最快的方法就是去買人家已經切割好的壓克力或是木板,自己買壓克力然後找人去切沒有比較划算除非你有認識的友情價或是學校資源可以使用。(Prusa i3有無框架版本,但是我用看的就覺得不夠穩固所以沒考慮)。有時間的朋友是可以用木頭自製,這樣可以省下一些錢。

  5. 主要的電路控制板Arduino Mega 2560和Ramp 1.4以及步進馬達控制器不需要買原廠的,原廠比較貴但功能完全一樣,這應該不用多說了。

  6. 步進馬達可以不要買全新的,只要中古的就好,不論外型尺寸或電器規格也不一定要跟RepRap或是任何你參考的資料完全一樣,因為這都可以事後重新計算調整(將於後面介紹如何計算)。尺寸規格當然要能符合你要的框架型式。

  7. 培霖(bearing)不要買進口的,價差是大陸製造的好幾倍,比方說我有問到日本進口的一個要好幾百元而大陸製造的制要10到幾十元,我買回來比較結果是雖然光是手感就可以感覺得出順暢度的不同但我們應該是不需要精度那麼高的。

  8. 螺絲可以不需要內六角,也不需要不鏽鋼的材質(包含螺帽以及墊片),因為這種螺絲比較貴,每根要5到15元 更長的有可能貴到讓你嚇到,其實只要長度夠長可以用一般的十字螺絲就好,每根只要 1-2元。
    我所使用的螺絲都可以找到所以需的規格,如果你有些尺寸買不到要注意替代的螺絲是否可以使用,太長或太短都可能導致你組裝時無法使用(鎖不到螺帽或是太長卡住)。
    另外要注意某些部位的螺絲一定必須要使用類六角有頭的,除非你可以找到傳統十字的頭大小適合,不然可能鎖不進去。

  9. 工具非常的重要,所謂欲善其事必先利其器,有些工具是可有可無(當然你不可以為了製作一樣東西去買一個幾萬的工具,有些則是強烈建議,以下會在做說明。

  10. 材料零件都到了之後先不要急著組裝,先看組裝步驟,如果順序錯誤很可能會讓你一直拆一直重新組,大部分時間都花在鎖螺絲而且有些零件不是很能承受一再重複上鎖。

組裝

我組裝的是Prusa i3 Rework Mendel是在RapRep 中所的一個機種,點選左邊的Build a RepRap可以看到許多機種選擇,您所需要的材料在這裡

電子控制電路組裝

  1. RAMPS 1.4建議使用12V的電源,只要大約5A就可以推動5個步進馬達和擠出頭加熱器等等,如果您跟我一樣使用加熱板,建議使用17A大約200W左右的電源供應器。 其實您可以拆下不要的電腦裡面的ATX電源供應器來使用,不過電腦的電源供應器需要"啟動"才會開啟,在韌體裡面可以另作設定,由於我為了方便將它固定我的印表機框架上,所以選擇工業用行電源供應器,如果您使用ATX電源供應器也歡迎提供資料分享。
  2. 散熱風扇
    物件冷卻風扇: 另一個風扇是用來冷卻物件的,在很多情況需要將擠出的高溫塑膠加速冷卻之後這樣才能進行下一層的黏結。RAMPS 1.4可以自動控制風扇轉速,控制範圍可以在電腦端的軟體中作設置,這個風扇可以說說是必備的。
    擠出頭風扇: 由於擠出頭相當的熱,工作時都在200度C左右,長時間可能將熱傳達到擠出頭組件造成組件軟化或熱熔最後無法使用,所以在擠出頭的散熱孔(或散熱片)旁邊建議使用風扇來散熱,我所使用的是有導風口的風扇,這樣風可以集中直接吹在散熱器上面。這個風扇可以直接插在RAMPS 1.4上面,不過雖然RAMP 1.4有預留一個擠出頭的風扇電源但卻沒有PIN腳,所以請自行焊接PIN腳。
    ExtruderFanPWR
    (自行焊接擠出頭散熱電源PIN腳的位置,這個PIN腳電源只供應電源,並不能從韌體中控制開關)
  3. Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 + A4988電路板組裝,完成之後如下圖。
    Mega2560RampsA4988
  4. 如果之前你沒有經過基本組裝與步進馬達測試,請記得要做步進馬達控制電路電流校正
  5. RAMPS 1.4接線圖:
    RAMPS14 wiring
    接線圖可以完全照樣接,我們使用Marlin韌體,所以要記得在
    Configurtaion.h檔案中定義每一個軸的限位開關邏輯為正常(不要反相)即可。
  6. LCD液晶控制板組裝(Discount Smart Controller),上面電路中沒有提到此部分,但其實在簡單不過了 請參考下圖:
    Assembled Discount Smart Controller

  7. ~

韌體

我們將使用Marlin的本版,你需要先到 GitHub 下載Marlin原始程式碼,下載位址在https://github.com/ErikZalm/Marlin/tree/Marlin_v1

請點選右下角"Download ZIP"就可以自動打包壓縮自動下載,其他關於GitHub使用方式,請參考其他文獻或是留言詢問。

下載後解壓縮並保留"Marlin"這個子目錄名稱(刪除或改名將無法編譯,除非你修改相關設定,如果你想把這個移到你自己的工作目錄,請下層資料夾保留"Marlin"目錄),使用Arduino打開檔名為Marlin.pde或是Marlin.ino的檔案,然後按下左上角"打勾"符號或是CTRL+R進行編譯,幾秒鐘後出現"Done Compiling."代表成功,代表你所需的檔案完整,但請不要使用(不要上傳至你的控制板)這個版本,因為我們需要更改Configuration.H的設置,如果使用不正確的設置將可能損傷你的硬體。
first compilier

在進行了更改Configuration.H參數設定之後,可以按下左上角"→"符號進行編譯與上傳,上傳之後出現"Done Uploading."代表成功,此時LCD控制面板應該顯示出相關資訊,如果最下一行顯示"Mendel Ready"表是印表機已經就緒,如過出現錯誤(Error)訊息請先了解並解決該問題 Ready"表是印表機已經就緒,如過出現錯誤(Error)訊息請先了解並解決該問題。

機構組裝:

參考步驟:

X軸組裝: http://reprap.org/wiki/Prusa_i3_Rework_X_axis_assembly
Y軸組裝: http://reprap.org/wiki/Prusa_i3_Rework_Y_axis_assembly

Z軸與XY軸組裝: http://reprap.org/wiki/Prusa_i3_Rework_Connecting_X_axis_and_Z_axis

加熱床組裝: http://reprap.org/wiki/Prusa_i3_Rework_Heated_bed_assembly

擠出頭組裝: http://reprap.org/wiki/Prusa_i3_Rework_Extruder_assembly

參考影片: http://www.youtube.com/watch?v=cWUkTEl3bZE


這個影片跟我們要組裝的略有出入,不過因為它是3D動畫,所以很容易了解,可以參考,其它部分請參考以下照片及說明。

  1. 組裝完成參考相片(正面與背面)
    i3 front
    i3 back
  2. 擠出頭齒輪特寫
    i3 extrudur
  3. 擠出噴嘴特寫(現在的噴嘴已經不是長這樣了,我把耐熱膠帶撕掉了改成用鐵絲綁起來,效果更好)
    i3 hotend
  4. X軸馬達與X軸的同部輪部分
    i3 x asis
    i3 x axis side
    (以上兩張同時可以看到Z軸馬達與M5螺旋桿的連結,我使用專用連結器而不是塑膠管)
  5. Y軸馬達與Y軸同步輪
    i3 y axis

    i3 y asix side

    (這張特寫照片可以看出我全部的螺絲都用螺絲固定膠,以防止螺絲鬆動)
    (這片中那條黑色的線是用來緩衝的,我不想讓螺絲在鎖緊時直接頂住M8螺桿,以免傷到螺桿)
  6. 線很多已經盡量整理,在最後連接控制板的部份我還沒有綁好,所以看起來亂七八糟
    i3 wires
  7. 加熱床部份我將原本壓克力的改成鋁合金的,強度硬度都好很多。
    Aluminum Alloy bed
    加熱床的組裝(固定板(如上圖)與加熱電路板),兩者不要一次把螺絲鎖很緊,要試試看是否可以輕易地將兩者經由螺絲套過去重疊,因為如果太緊可能造成固定板或是加熱電路板變形,如果實在太緊或是套不進去,可能需要把螺絲孔磨一下。
  8. ~

PC端3D印表機控制軟體

可用於3D印表機控制軟體不少,目前最常見的有RepetierReplicatorGCura等等,目前以Repetier為主,它是現在最普遍被使用的。

另外,我希望把軟體的重點放在重要的設定與技巧,我並不會把所有軟體的英文翻譯成中文,我只會挑重要的部分做翻譯與說明。

Cura使用介紹

其實原本是要先介紹Repetier的,因為如同我所說,句我所Repetier-Host比較普遍,不過我用過Cura之後發現其實Cura是非常之簡單好用,而且列印出來的東西不但比Repetier-Host快而且也比較精準漂亮(我是指使用Default值而言)。請參考Cura使用介紹

Repetier使用介紹

請先下載Repetier-Host並安裝軟體

創作者介紹

3D Printer DIY 自製3D印表機

diy3dp 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(7) 人氣()


留言列表 (7)

發表留言
  • 陳阿輝
  • 您好,想請教您一個問題!
    i3自已買料組起來的成本大約是多少呢?
    因為自己近期想DIY i3
    不曉得外面賣DIY套件的(約20k左右)與自已買料組的成本會不會差很多?
  • 以前自己買材料比較便宜 但很麻煩 要跑超多地方 現在外面賣套件哪要要20K 13K就有了 甚至更便宜 買套件比較簡單 又不用跑來跑去 還不會買錯

    diy3dp 於 2014/04/28 23:18 回覆

  • wwin3286tw
  • 請問一下,那個做框架的壓克力的尺寸(尚未切割的大小)是多呢?
  • diy3dp
  • 大約600mm x 458mm x6 mm
  • Hank
  • 您好:請問如果要將原在E1腳位的擠出機改至E2,該如何改程式?
  • wennnnnnnn
  • 請問有沒有Arduino程式碼