这是我首次尝试制作3D打印机,这次经历让我收获颇丰。我一开始有些冲动,没有深入研究DIY社区现有的成熟方案,但在过程中学到了很多东西。我被Deltabot设计所吸引,因为它对称美观,机械结构简单。它具备轻量化设计、快速的打印头和固定的构建平台。幸运的是,复杂的软件部分已经有人处理好了——市面上有很多现成的解决方案可供选择。
关于我的第二次尝试,我希望改进的地方包括:
- 直径较小的线性杆。20毫米显然有些过头了,不仅增加了整体重量和成本,还占用了给定占地面积内的构建空间。下次我会尝试8毫米直径的线性杆。
- 降低打印平台。目前,线性杆的底部60%区域未被利用,因为滑台无法下探到那么深的位置。我可以把推杆缩短,但这会影响最大速度。将打印平台置于线性杆底部在成本方面并不划算——我们可以采用半长度的线性杆,并将丝杠安装在更高的位置,这样既能节省成本,又能提升性能。
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如上所述,我们可能需要将步进电机移至顶部,以适应所需的较短导杆。基于此设计,我还想尝试搭建CoreXY打印机。与Delta设计相比,CoreXY在固定步进电机和轻量化打印头方面具有类似优势,但其构建体积
注意:集成式车厢未经过测试。
施工大纲
相框
框架的关键部件是支撑线性导轨的顶部和底部结构。立柱必须形成等边三角形,最重要的是要确保线性导轨保持完全垂直。我在测量三角形时有些粗心,结果得到的是一个等腰三角形,不过这在软件中可以调整。不过,我还是在滑架部件下方加了些额外的垫圈,以此来校正导轨位置偏差的问题。
首先,切割两块木板,再额外准备一块用于钻孔模板,确保边角方正。我用圆锯完成了第一步切割。对于这次制作,我不太在意木板边缘的毛刺,所以大多数边缘都保持原样。将三块木板夹在一起,这样一次性就能完成切割。我还使用了带有齐平修边刀片的潜孔路由器,对一些边缘进行精细修整,使其更加平整方正。
用记号笔标出模板上孔洞的位置。使用可打印模板可能会更方便操作。
将模板上的一侧或两侧边缘与待钻孔的部件仔细对齐并夹紧在模板上。使用台钻上的福斯特纳钻头,在模板上钻孔,钻头需垂直于模板。设置深度止动装置,使钻孔深度仅为待钻部件厚度的一半,例如6毫米。福斯特纳钻头适用于钻平底孔,还配有中心导向装置,若先钻一个小导向孔,操作会更加顺畅。完成一侧钻孔后,将模板翻转至另一
我不确定如果我们先不使用模板,直接在工件上钻导向孔,然后再用福斯特纳钻头分别在顶部和底部钻盲孔,福斯特纳钻头本身能否保证足够高的精度。一种无需模板的替代方法是将顶部和底部工件夹在一起,先在顶部钻孔,部分钻入底部。之后,可以在顶部安装另一块部件或支架来固定杆件。这样做还能确保孔洞在垂直方向上对齐,因为这些孔洞是一次性钻出的。
用于布线、电机安装等的各种其他孔洞,可以现在或稍后再钻。在我的组装过程中,用螺纹杆将上下部件固定在一起,上下部件都钻有用于20毫米直线杆的盲孔。这样一来,下部件就悬挂在上部件上,而上部件则与框架的其他部分相连。
框架的其余部分就是一个简单的小盒子,安装在顶部。尽可能将其做成正方形。我建议使用木工夹具来确保拼接处精准且整齐。
德尔塔接头
受蒂姆·雅各布森(Tim Jacobson)在YouTube上发布的展示非磁性球窝关节在受压情况下的视频启发,本设计原理与之有些相似。不过,这里将球体粘在效应器的球窝中,以避免打印部件磨损,同时杆端可在球体上滑动。目前我仍在试验杆端结构,但暂时先用热熔胶封住10毫米碳纤维管的两端,并在杆与14毫米钢球轴承之间夹入一块布料。另一种方案是,将一段紧
使用尼龙或聚甲醛材质的球体可以显著减轻执行器的重量,但需要注意杆端的防护,以防止其过快磨损。像BerryBot3D所采用的那种薄型特氟龙垫片或许会是个不错的选择。
连接滑架与执行器的钢丝由小弹簧拉紧,安装/拆卸时可通过挂钩轻松完成。这些连接件在打印过程中能牢固固定,但用力不大就能将其松开。这在遇到撞头故障时非常实用,因为撞头通常会导致连杆弹出,而执行器则会通过钢丝悬空,不会发生损坏。
加热端
加热端由两个常见的聚四氟乙烯内衬挤出机料筒组成,适用于1.75毫米规格的线材。加热料筒被截短,使内衬能够直接穿过进入冷却料筒。两个料筒之间放置了几个小垫片,这些垫片由一块切割成5毫米直径圆盘的电路板玻璃纤维制成,圆盘中心有3毫米的孔,起到了隔热作用。所有三个部件都被拧入一个隔热的M6螺纹垫片中。也可以将一段10
博登管的两端均使用推入式管接头。这种接头有母接头款式,但目前最容易买到的还是公接头。我钻了孔并攻丝了一个公接头,这样就能直接将其拧到冷却套管上了。
电子产品
早期,我决定将电机升级为 NEMA23 规格,并使用了中国产的 TB6600 步进电机驱动器。结果发现,这些驱动器实际上基于 TB67S109AFTG 芯片。经过一番调试后,我们发现方向信号会经过一个低速光耦器件,若不绕过该器件,每次方向切换时电机都可能出现反向运动的情况。
这些设备由运行 Redeem 和 OctoPrint 的 Kamikaze 发行版的 BeagleBone Black 控制器驱动。我原本打算用低成本方案,直接通过 BeagleBone Black 的 I
物料清单
这个清单还会不断更新。整个建造过程中,由于不断调整设计方案,我并没有把所有细节都记录下来。
8毫米螺纹杆
铝型材挤压成型
16毫米三聚氰胺贴面刨花板
8毫米木销
SF20-500mm 20mm硬化圆形直线轴 - 替代8mm轴型号
SC20UU 20mm 直线球轴承块 - 8mm 轴承替代品
500mm 直线丝杠,8mm 螺纹,2mm 节距,配铜质螺母
黄铜刚性轴电机联轴器,适用于8毫米至6.35毫米的轴径。
10毫米外径碳纤维管
14毫米钢球轴承
微型拉簧
砌砖工乐队
图片挂钩
电缆编织套管
M6x30mm 聚四氟乙烯衬里喷嘴喉咙,内径 1.75mm
MK8 挤出机 0.4mm 喷嘴
25毫米高、6毫米螺纹、660伏母线绝缘子支撑连接器 - 替代产品:10毫米PEEK棒材
2x4mm 聚四氟乙烯鲍登管
4mm M6 推入式连接器
螺母、垫圈、螺丝……
限位开关
电感式限位开关
电源供应器 24V 400W
MK3 3D打印机加热床
弹簧床安装螺丝
B57560G104F 100K 1% NTC 热敏电阻
NEMA23 步进电机,输出扭矩 1.26 牛米,额定电流 2.8 安培,型号 23HS22-2804S。
TB67S109AFTG型步进电机驱动器,额定电流4A(宣传型号为TB6600)
贝格尔骨黑版开发板
比格骨黑版原型开发板扩展板
复刻版
使用的工具
钻床
自动中心冲孔机
福斯特纳钻头
潜水式路由器
平切修边铣刀
木销钻孔夹具
钢锯
圆锯
方形边缘
Fuente del modelo
