Собрав весь опыт от доработки своего Ultimaker Original, учитывая (как я тогда думал) все его недостатки было принято решение на его основе создать новый проект, под названием UlTi (кодовое название Ultimaker TI).
Концепция.
Первоначально концепцией этого проекта была актуализация Ultimaker Original (далее UO). Что бы любой желающий мог уже имея UO переделать его в новый принтер, просто заменив например только корпус. Поэтому я старался оставить основные габариты частей без изменений. Например не менять расстояние между валами оси Z (только удлинить), оставить ту же длину остальных валов. Но добавить уже встроенный в корпус дисплей, поменять электронику на более распространенную, установить популярный и надежный HotEnd e3D v6.
И главным и неизменным условием было то, что принтер должен оставаться OpenSource и собирался бы из доступных материалов.
Забегая вперед скажу, что уже в финальной версии концепция поменялась.
Корпус.
Было изготовлено для друзей и знакомых 4 корпуса, три из них были окончательно собраны и работают до сих пор.
Как и в UO корпус решено было сделать из фанеры. Мне нравились многие решения, которые были реализованы в UO, например крепление валов оси Z (к слову на Sprinter и Zav крепление валов были печатными), а так же максимальное применение фанерных деталей, а не печатных.
По поводу высоты печати, зачем я ее увеличил? Стандартная длина винта по Z (которые можно приобрести в Китае) составляет 300 мм, соответственно за вычетом крепления и длинны самой гайки мы можем получить максимальный ход вплоть до 270 мм. А так как валы я и так покупал длинной 500мм, то останется только увеличить высоту корпуса, тем самым практически без затрат увеличиваем габарит печати.
Согласен, что далеко не всегда необходимо печатать высокие детали, но это дополнение из разряда "потому что могу, и это мне ничего не будет стоить". В этой версии я взял винт вместе с мотором, что дороже, а особого профита на самом деле не несет.
В UO не было встроенного дисплея, что меня удручало. Соответственно корпус еще немного подрос в высь, тем самым увеличился отсек для электроники, что позволило установить в него строчный дисплей LCD 2004. Почему именно этот дисплей? Он без проблемный, то есть для отображения на нем информации не требуется тратить большое количество ресурсов микроконтроллера, а в большинстве случаев от него требуется лишь включить пред нагрев, запустить печать и показать статус печати.
К слову, с этими корпусами было много продуманных моментов, например я совершенно забыл про отверстие для выхода проводов на печатающую головку, пришлось выпиливать отверстия вручную.
А так же прорези в нижней стенке корпуса под выход проводов так же оказались чересчур маленькими, и их так же пришлось увеличивать.
Кроме этого небыло продумано до конца крепление и путь проводов, а сами провода прятались в "змеиную кожу", что смотрится честно говоря не очень. Хотя изначально я даже пытался замотать все просто изолентой, колхоз, ага, знаю(.
Как видно по фотографиям боковые стенки я тоже не стал вырезать, дабы уберечь ABS детали от сквозняков. В купе с чуть прослабленными отверстиями под подшипники корпус начинал сильно вибрировать, а сплошной корпус из за этого сильнее резонировал, подобно гитаре. Лучшим решением все таки выпилить боковые стенки а при необходимости установить съемные заглушки.
Механика XY.
Я ошибочно предположил, что передача вращения от моторов на валы через ремень плохая идея, и что прямой привод (direct drive, не путать с экструдером) будет лучше. Я ошибся....
Во первых я использовал гибкие муфты, а длину валов и расположение мотора подобрал не правильно, и во время движения муфта скрипела.
Во вторых я пытался сохранить стандартную длину валов, соответствующую размерам UO. Для этого пришлось переносить подшипники внутрь корпуса в специальных стаканах, плюс требовалось печатать само крепление мотора.
Мало того, что форма этих запчастей была крайне необычной и не тривиальной, так еще и закрепить все воедино было еще той задачкой....
Так что не все решения UO были плохими, просто надо уметь их готовить.
Так же были переделаны каретки. В них я добавил зажим втулок, что бы можно было устанавливать в принципе любые втулки. А так же достаточно надежно закреплять и натягивать ремень.
И я много экспериментировал с разными втулками. Пробовал и бронзовые Cargo и графито-напролненные капролоновые, и китайские латунные втулки. От которых к стати на валах оставался явный след износа. (напомню, латунь не является анти-фрикционным материалом)
В ходе этих экспериментов хорошо себя зарекомендовали Cargo и капролон.
Стоит так же отметить, что все втулки должны притираться, порядка 100 часов, и поэтому на первых моделях возможны артефакты в виде квадратных отверстий малого диаметра. Не стоит этого боятся, это проходит.
Электроника.
Изначально я решил взять плату Rumba, но с ней у меня почему то не задалось. Она не захотела работать с карт ридером на дисплее, плюс прошивалась странно, поэтому я сменил на более популярное и дешевое решение - Ramps 1.4
Блок питания решено использовать на 12 вольт 100 ватт. Этого достаточно для питания HotEnd и всей электроники. (Как известно я поклонник нагревательных столов на 220 вольт.)
Нагревательный стол и платформа для печати.
Мне очень полюбился стальной стол, который я уже использовал на своем UO. И практически без изменений я решил взять и его. Правда была одна загвоздка....
Проект открытый, а это значит, что любой желающий должен иметь возможность без особых проблем найти запчасти для сборки. С фанерных корпусом относительно все понятно, а вот заказать в единичном экземпляре стол из стали... я знаю единицы людей, у которых есть такая возможность.
Оригинальный стол мне честно говоря не нравился, поэтому необходимо было спроектировать свою фанерную версию. загвоздка в том, что расстояние между валами по оси Z слишком большое и в дальнейшем пришлось уйти от совместимости с UO, но это будет позже.
К стати! владельцы Ultimaker original, у меня лежит еще один такой стальной стол, могу за шоколадку его отдать, если кому то нужно.
Касаемо нагревательного стола - я давно использую силиконовые или каптоновые нагревательные элементы на 220 вольт, и очень ими доволен. Поясню почему:
1) Для подключения 200 ватного нагревателя я использую твердотельное реле (которое по сути является тиристорной сборкой с опторазвязкой в едином корпусе) FOTEK SSR40DA - которая рассчитана выдерживать ток в 40А, чего с головой хватает, и само реле не греется. В отличии от тех же транзисторов на самом PAMPS 1.4 при подключении 12-ти вольтовых грелок
2) Не требуются толстые провода, ведь сила тока всего 1А.
3) Наклеивается на ровную поверхность, например на алюминиевый лист, при этом нагрев происходит всей поверхностью, в отличии от тех же столов из стеклотекстолита, которые из коробки все кривые. Используя такой нагреватель (стеклотекстолитовый) без прослойки из алюминия у меня в итоге лопнуло стекло.
4) В отличие от того же каптона приклеиваются лучше, без пузырей. Пузыри на капроновом столе приводили к перегоранию и КЗ.
Не требуется мощный или отдельный блок питания. который к тому же и шумный.
Забыл совсем сказать, после сборки трех принтеров оказалось, что в корпусе очень не хватает нижней крышки, закрывающей отсек электроники, так как при переносе или перевозке принтера электроника может повредиться.
HotEnd
За основу был взят HotEnd E3d v6. По опыту прошлых лет, я решил сразу сделать его съемным, что бы можно было быстро полностью его снять и заменить, а не тащить весь шлейф проводов. А когда у вас провода еще и спрятаны в "змеиную кожу", так этот процесс усложняется в десятки раз.
Но не смотря на это, данные разъемы тоже не идеальны, во первых их сложно обжать, во вторых они продаются далеко не в любом радиоэлектронном магазине. Да и в целом не сверх надежные.
Extruder Drive (Feeder)
Первоначально я использовал тот экструдер, который был под рукой. он был не идеальным, но хотя бы работал. Так же пробовал экструдер от ZAV, но мне он не понравился по ряду причин. В итоге после заказа корпусов я уже спроектировал свой экструдер. Он немного не встал на штатное крепление, поэтому пришлось смонтировать его снаружи корпуса, как в UO.
Данный экструдер (фиидер, feeder) проектировался для быстрой заправки и смены пластика с всегда одинаковым усилием прижима прутка. Теперь не требуется винтами подкручивать прижим, и пруток всегда идет строго по каналу а не отгибается при прижиме. Данный механизм основан на эксцентриковом прижиме. Он имеет 4 положения. Первое используется для полного ослабления и свободной заправки пластика, остальные 3 положения задают разное усилие. Зная (или вычислив) жесткость пружины, можно без проблем подобрать требуемое усилие прижима под разные пластики.
Так же он может без переделки использовать любой зубчатый шкив (нужно больше для экспериментов и тестов, чем на постоянной основе, хотя может кто то отдает предпочтение какому то одному шкиву).
Пожалуй единственный недостаток - это боуден экструдер (feeder), он не подходит к direct drive, хотя и может быть переделан.
Пожалуй тесты с участие данного экструдера (усилие прижима, наиболее "злой" шкив на разных пластиках и т.д.) достойны отдельного поста.
Кому интересно самостоятельно протестировать его, модель можно найти здесь.
ПЫ.Сы. Пустые корпуса оказались отличной основой для стола)
Итоги.
Я понимаю, что все вы ждете (или не ждете) финального проекта, с инструкциями, BOM файлом на закупку и чертежами. Но я не мог не рассказать о том, какая работа была проделана и почему UlTi стал таким как есть сейчас.
И как обычно, Ваш ласковый и нежный Tigeer
