DIY 3D打印机3—补充篇

 

『DIY 3D打印机3—补充篇』
一 FAQ
二 可选择的改进
三 作品展示
四 最后
参考
感谢
资料下载
了解更多(排名分了先后)

一 FAQ

Q1:怎样选择耗材?

FDM型打印机耗材丝最常见的有两种,PLA和ABS。

打印PLA时气味为棉花糖气味,不像ABS那样刺鼻子的不良气味。纯净的PLA是无毒、可完全分解的材料。ABS虽然本身没有毒性,但在高温作用下,会分解出难闻的有毒气体,如果是劣质ABS材料,则毒性可能更大,确保打印时通风是非常重要的。

PLA加工温度是200℃,ABS在230℃以上。

PLA可以在没有加热床情况下打印大型零件模型,而边角不会翘起。打印ABS则需加装热床。

PLA具有较低的收缩率,即使打印较大尺寸的模型时也表现良好。

ABS的力学性能表现更佳,其冲击强度极好。

综上所述,建议初学者首先从PLA入手,一来不用纠结热床的问题,二来产生愉快的气味心情总会更好一些。

Q2:耗材外流(侧漏- -)怎么办?

耗材外流是由于打印头没有拧紧造成,可以先将打印头加热到185度(PLA)或230度(ABS),等到耗材液化,擦去外流液体,使用钳子将打印头拧紧即可。注意,一定要烧的热热的时候才能拧紧,常温下拧紧效果不佳。

Q3:打印机喷头堵头怎么办?

打印机堵头是一件非常心烦的事情,好在处理方式倒还算简单:首先加热,将耗材拉出来,然后等稍微冷却后,拆开打印头,用尖嘴钳夹出堵住的耗材即可,最后斜剪耗材头部,重新插入即可。

不过这里有可能遇到重新插不动,或者开始就拉不出来的情况,如果加热到很高温度,仍然拉不出来,那八成是快接头变形了,而快接头变形的最主要原因就是反复的高速回抽造成,这时也没有什么好办法解决,直接更换一个新的快接头就OK了。

Q4:(鸟笼测试)拉丝严重怎么办?

拉丝严重的原因很复杂,有的耗材天生比别的耗材更容易拉丝,但这里我们不去管硬件条件,只从软件设置方面降低拉丝的程度。

在打印诸如鸟笼时,打印头忙于在各个立柱之间跳转,而这时耗材出于液态,不免会发生拉丝的现象,不过可以通过两个参数的设置,缓解这种情况:一个是回抽设置,另一个是Z hop设置。

以Cura为例,回抽设置位于Advanced中的Retraction栏里,可以加大回抽速度和回抽距离来减少拉丝现象,不过这两个参数不要设置的过大,过大过快的回抽对电机和快接头都是很大的负担。Z hop设置位于Expert中expert setting里面,这个参数的含义是,发生回抽的时候,先抬高打印头,即所谓的“提臀”。

相信通过这两个关键参数的更改,可以很大的缓解拉丝现象。

Q5:打印件翘边如何解决?

当我们打印大型零件时,另一个头疼的问题就是打印件翘边了,热胀冷缩的现象同样发生在打印件冷却的过程中。我们的对付措施可以分为一硬一软两个方面,软的方法是,在打印过程中尽量保持环境温度处于稳定状态,不发生骤冷现象;硬的方法为强制的物理手段,不让其发生翘边卷曲。

软:这方面我提供以下几种方法,都属于比较缓和的处理方式。

  1. 加热床 翘边都是因为打印件和打印床脱离造成,加热打印件会缓解边缘的拖拽力,从而不生发翘边。
  2. 提供封闭环境 为打印机提供封闭的打印环境,目的就是保持温度稳定在比较高的水平,避免打印件不同位置温差过大,增加内力。如果不能提供封闭的打印机,至少避免冷风突然吹入。
  3. 降低打印速度 同样是为了让打印件有充分的时间调整温度变化。

硬:这种方法的共同特点就是增加附着力,使其牢牢的锁定在打印床上,当然,缺点就是拆除的时候可能会费点劲。

  1. 第一层线宽加宽 即增加最底层的挤出量,使其充分固着在打印床上。
  2. 增加Brim裙边或raft板 在打印件的外围增加Brim裙边或者在底层铺垫raft板,使打印件牢牢的抓住打印床。
  3. 502或其他强力胶水 可以在大型打印件打印过程中,在角点位置刚要发生脱离时,点缀几滴502,可谓大力出奇迹,想跑也跑不动了,这方法最有效,就怕你打印完抠不下来,233333

Q6:每次打印都需要重新调平吗?

严格来说,每次打印之前都应该进行调平操作。

不过我一般会在某次打印发现底层出问题的时候才进行一次调平。

Q7:在哪里下载stl文件?

下面是几个我经常下载模型文件的网站,分享给大家:

MakerBot Thingiverse http://www.thingiverse.com/

打印虎http://www.dayinhu.com/

打印啦 http://www.dayin.la/

我爱3D http://www.woi3d.com/

二 可选择的改进

√提升框架稳定性

塑料构件使用久了,往往会发生开裂的现象,所以如果可以的话,最好使用金属件代替,现在某宝已经有铝合金非标件成品的卖家,当然也可以找人加工。

铝合金非标件

√强磁并联臂连接加强

与Kosselmini的鱼眼关节并联臂不同K8采用了强磁并联臂。两种方案各有优点,鱼眼并联臂自然在强度和精度上要优于强磁,可强磁又会使打印机获得一定的容错空间,在打印的过程中,不会发生扭力过大,损伤机器的情况,因为一旦产生过大扭力,强磁即可脱落。

磁性的大小控制是很关键的,通常情况下,K8的强磁并联臂磁性并没有达到满意的值,即在受力并没有很大的时候就发生了掉落现象。

所以提出了加强磁性的解决方法:

通过在之前的基础上,球头前后各增加一个开孔磁铁,当然叠放时要注意磁性不要弄反。

示意图

实物对照图

√主板升级

为了获得更强劲的主板处理器性能,可以考虑从为8位AVR处理器的Mega升级到拥有32位ARM处理器的Due。

当然还可以考虑使用从Ramps1.4升级而来的Ramps-FD扩展板,与Arduino Due搭配,加上32位版本的开源marlin固件,让各位的打印机更上一层楼。

√驱动块升级

在电机驱动方面,我们初始采用的是A4988驱动块,但这种驱动块额定电流比较小,超过1A必须加装散热片,超过1.5A需再加风扇,不可以超过2A,否则有烧毁危险。

在高频持久的进行打印工作时,额定电流较低的A4988可能就不能满足电机的正常运转,这时可以考虑升级为最大工作电流2.5A的DRV8825驱动块。

√电机升级

目前四个电机使用的都是43mm长的42步进,价格基本在45元/个左右,对于负责“送丝”的电机,如果要求比较高可以购买63mm长步进电机,但价格会上升20元。

√打印ABS(热床、电源升级)

要打印ABS需要进行两方面的改进,首先要增加热床,除此之外还要升级大电流电源,这样才能带动热床。

我之前使用的是12V 10A电源,结果增加热床之后,升温非常慢,果断升级到了20A,效果非常明显,升温比以前快很多。

√打印头升级

J-head打印头一般分为两种,一种是金属材质,也就是我最初使用的,还有一种是Peek材质。区别在于Peek材质打印头可以有效的进行散热,从而无需加装风扇即可工作,金属材质打印头则必须进行风扇散热才能正常工作,当然价钱上peek也要比普通金属打印头贵一倍左右。两者都使用到了聚四氟乙烯(铁氟龙)内壁,已经很大程度上的解决了堵塞问题

如果经济不紧张,可以考虑peek打印头,没有风扇的嗡嗡声,而且减少了打印头晃动。

金属材质(上)与PEEK材质(下)

√装饰性改造

K8裸机在安装完毕后,由于主板和接线全部裸露在外面,影响美观,如果想让机器更加整洁,可以考虑为线簇包裹热缩管、为LCD模块和主板打印一个收纳盒、为耗材提供一个送料架或者直接给K8安装一个外壳~

√扩大比例,得到Kossel Plus

Kossel的厉害就在于可以随意放缩,只要你有信心,你可以做到这样:

Seemecnc和他的kossel15英尺,约4.6米)

不过还是希望有加大尺码愿望的同学,先研究一下关于kossel尺寸分析的相关内容,也可以配合参考链接中5-6中的帖子进行学习。祝好~

√直线传动方案升级

廉价又质量还算优良的滑车方案当然是一个不错的选择,但对于精度和速度要求更高的人可能会对滑车不太满意,所以提出改装为光轴或者直线导轨的两种直线传动方案,这将大大提高机器的精度和打印速度。光轴虽然比直线导轨精度略逊,但是很经济,预算不足的可以优先考虑光轴方案。(Kossel Mini使用的为直线导轨)

群友好吧改装的光轴

三 作品展示

下面是我自己打印的一些东西:

球中球

不好描述

女体

镂空

心脏?

随拍

挂钩(批量打了好几个,自备海绵双面胶)

挤牙膏(非常好用)

一直在用的香皂盒

一张普通的脸

奥巴马?

据说是僵尸猎人

四 最后

开源的RepRap

RepRap项目和在线社区是由英国巴斯大学的机械工程高级讲师Adrian Bowyer博士于2005年创建的。

开源3D打印机之父Adrian Bowyer

2008年的RepRap项目发布第一个开源版本RepRap 1.0“达尔文”,成为3D打印机上一个具有里程碑意义的事件。有趣的是,RepRap项目的打印机都以著名的生物学家命名,是因为RepRap秉持“自我复制和进化”的理念。

第一代:达尔文Darwin

第二代:孟德尔Mendel

第三代:Prusa Mendel & 赫胥黎Huxley

RepRap的开源特性(从软件到硬件各种资料都是免费和开源的,都在自由软件协议GNU通用公共许可证GPL之下发布)意味着:任何人,出于任何目的,都能够自由的改进和制造RepRap。因此,凡是在最初的RepRap机型的基础上制作的、能实现自我复制、并愿意(技术层面)无偿的提供给大家使用的机型,大家就都习惯的称它们是“基于RepRap”的项目。

那我们看看基于RepRap的Kossel是如何诞生的吧:

受孟德尔3D打印机的影响,Helium Frog 想研制一种并联式3D打印机,他制作了初始的并联3D打印机原型并进行软硬件的验证,并称其为“Helium Frog Delta Robot”。

Helium Frog Delta Robot

2012年,家住Rostock的Johann依据Helinum Frog的验证研发了一款并联3D打印机,他以家乡的名字命名这款3D打印机,称其为“Rostock”。

Rostock

Johann再接再励,继续改进并联式3D打印机,同年发布了Kossel并联3D打印机,这款打印机解决了Rostock机型皮带的抖动问题,精度更高,性能更好。

Kossel

Kossel机型回归了Reprap命名方式,以德国生物学家阿尔布雷希特·科塞尔(Albrecht Kossel)命名。他曾发现核酸的构成、介绍了氨基酸蛋白质的基本结构,获1910年诺贝尔生理学或医学奖。

科赛尔1853-1927

M大(maximscy)作为在中国大陆的Kossel的普及者,根据已有KosselMini机型做出精简改造,制造并推广了同样遵从开源协议的Kossel800。这就是K8的演化过程啦。

Kossel800

当然这种演化仍然持续进行,已经有人在尝试Kossel700甚至Kossel500啦,是不是跃跃欲试了呢,想想还有点小激动呢!

K800的评价

K800是一台根据Kossel Mini改进的低成本3D打印机,通过改变设计,降低了成本,尽量保全性能,取得更高的性价比。

K800对于Mini的主要改动有:

底部支架→通用支架

行星步进→小比例齿轮步进

直线滑轨→滑车

鱼眼关节并联臂→强磁并联臂

通过以上的改变,M大成功的将2000-3000级别的三角洲打印机的成本控制在了800元左右,这也就是K800名字的由来。

虽然在K800的发布之后,曾经因为构件开裂、电源电流不足等等不友好甚至批判的声音,但我仍然认为,M大和K800对于3D打印机的普及起到了不可磨灭的推进作用,给我们带来的益处远比问题要多得多。由衷的感谢!

3D打印机对于硬件爱好者的重要性

Arduino和3D打印机的完美组合,绝对是硬件爱好者的做梦都得笑醒的安排。我们在设计硬件结构的时候,往往手边没有合适的材料供我们使用,即使是使用CNC有时也难以切割出满意的零件,这时3D打印机的优势就充分发挥出来了,在强度要求不高的场合,可以打印出你任意需求的塑料配件,是不是超级棒!

一些碎念

又想起十月份那个下午,无风无雨又无聊,我漫无目的的浏览网页,随便点开了Arduino吧,试图找点感兴趣的东西打发时间。无疑那天我注定就是那么幸运,看到了M大(maximscy)的帖子(http://tieba.baidu.com/p/2944800373),我打赌,绝对不超过1分钟,我的身体就分泌了足够量让我兴奋起来的肾上腺素。当然那时候他的成品还没有完成,不过我迅速加入了时刻关注项目进度的大军中,有点可惜的是,我还是知情有点晚了,错过了首轮众筹的机会。

就这样漫长的等待着,期间关注了几个打印机的讨论群,14年底的那段时间,群里别提多么火热了,每天看群消息数字都能顶到999+。作为开源项目,配件的公开是肯定会有的,M大以及很多群友先后都整理出来了K800打印机所需要的所有配件清单,我知道这个时候可以动工了。

正当我开始在某宝上逐个按清单置办零件的时候,幸运的事情又一次砸到我身上!普元太子,打印机群的群主,在和他保持着友好革命友谊的一次谈话中,得知他那里多出来一整套众筹散件,你看,太子这一下给我省了不少运费和麻烦,真是好运气啊。

从收到所有零件到硬件部分组装完成,一共花了大概十天的时间,装配速度还算满意,因为当时并没有完整的安装手册,只有一些网友自己整理的流水照片,并且在安装过程中,缺少螺丝缺少工具的事情也让我遇到了,期间等快递也浪费了几天时间。

之后就进入了调试-打印-调试-打印的循环中,打印出好的作品,心里真是美,不幸的是,多数时候,打出来的东西是不忍直视的一坨……

时间走到快一月份的时候,我把写一篇完整的介绍打印机组装、调试、升级的文章作为我一定要完成的任务,希望可以有更多的人,从零开始,就能都构建起他的机器,体会到3D打印的乐趣。这就是本文的起因了,“期末-春节-开学”都是各种各样的“事情们”商量好来找你的三个时段,再加上本人已患懒癌,拖延症复发,进度难以保障……而且我总是想尽可能详细全面的把所有遇到的问题和想法,全盘展现给大家,做到事无巨细。这样一来,发现有太多太多的东西要整理,不仅让我想起《千与千寻》里帮河神大人清理垃圾的场景……

开始好好的

突然变成了这样……

文中大部分图片是我自己拍摄或制作,当然也借鉴了其他人的很多图片,在参考里我都有列出,如果有遗漏,可以联系我删除或者增加在参考列表里。我的邮箱是jokerdadadada@hotmail.com

就这样这篇文章一直到了现在才整理发布,感谢所有提供帮助的人,也真心希望能够帮到更多的人。

不能停顿

我们要做的事情还多着呢~

比如说你受够了FDM型打印机的精度,那光固化型的DLP或SLA打印机大坑欢迎你跳。下面这个精度你还满意吗?

DLP光固化3D打印机打印的皇冠

或者你预算出了问题,那么看看Gelstronic做了什么,似乎是一堆“废铁”搭建的机器,可它出了声音大一点,工作起来还是蛮顺利的。屌丝机中的战斗机!(什么鬼~)

Gelstronic的“穷人牌”3D打印机

再比如你想拥有一台激光雕刻机,完全可以从K800改装出来

gxzhan111网友改装的激光雕刻机

如果换上只笔,你还能画漫画

gxzhan111网友改装的绘图机

如果安装上手写字体软件,妈妈是不是再也不用担心老师罚抄课文100遍了呢?

或许你觉得更应该提高一下自己的建模能力,这可是From Mind To Real的第一步。万一有一天你突然想在后院打印一个鸟巢养几只小鸡呢?

是不是觉得耗材很贵?你还可以动手做个挤丝机,这样可以省下一大笔开销呢!

Lyman制作的挤丝机(将塑料颗粒转变为丝状耗材供打印机使用)

对FDM模型粗糙的纹理觉得不爽?没关系,我们有特殊的抛光技巧

蒸汽熏蒸抛光前后效果对比

如果你美术功底不错,可以试试给打印物体着色。看看大神都干了些什么!

(以下为wuhandiao6网友的作品)

好像也没什么特别的

开始有点意思了

妈妈问我为什么跪着发博客

好了,最后再整两俗话,与大家共勉!

永远不要停下脚步。

做了这么多,可能只是个开始。

——致所有入坑的少年

参考

  1. 维基百科http://reprap.org/wiki/Kossel
  2. 3D打印入门必读:ABS与PLA,用哪个好? http://maker8.com/article-2581-1.html
  3. 3D印表機 DIY 建構筆記_ 減少翹邊的幾個方法-七七
  4. 3D打印机控制板RAMPS-FD扩展板详解http://www.douban.com/group/topic/61878965/?type=like
  5. 千元组装一台大型3D打印机全教程http://tieba.baidu.com/p/3184439234?pn=1http://tieba.baidu.com/p/3184239785
  6. 手把手教你diy一部大型高精度三角洲3d打印机 http://tieba.baidu.com/p/3390531708
  7. RepRap开源3D打印机简介http://www.3dxmy.com/bbs/portal.php?mod=view&aid=11
  8. 【转自Reprap3d吧】第一台Reprap3D打印机-达尔文http://tieba.baidu.com/p/3188959040
  9. 开始备料KOSSEL 逼自己迈出第一步http://tieba.baidu.com/p/3144769932
  10. 用KOSSEL 画漫画http://tieba.baidu.com/p/3157722165
  11. 你值得拥有——50欧元组装一台“穷人牌”3D打印机http://www.vx.com/news/2014/3935.html
  12. 3D printed Filament Extruder based on LyMan Designhttp://www.thingiverse.com/thing:152380
  13. 3D打印抛光(溶剂蒸汽熏蒸)http://3ddyzf.diandian.com/post/2013-05-19/40050060809
  14. 3D打印艺术http://tieba.baidu.com/p/3187280733

感谢

RepRap

Kossel

M

太子

其他帮助我的所有人

资料下载

下载链接根目录:http://pan.baidu.com/s/1qWv8lkC

其中包括博文的电子版以及三个文件夹:硬件篇、调试篇、补充篇

硬件篇:包含Kossel的3D模型文件、非标件打印模型文件、Mini的安装手册等。

调试篇:所有提及的软件及教程资料、测试模型文件、校正文档等。

补充篇:里面有很多有意思的东西,比如机器升级的资料、我觉得不错的模型文件等。

欢迎大家下载~

了解更多(排名分了先后)

论坛网站

RepRap WIKI http://reprap.org/wiki/Main_Page(详尽的介绍了RepRap,可以从Build a RepRap中了解更多关于构建打印机的资料)

MakerBot Thingiverse http://www.thingiverse.com/(提供了丰富的模型下载)

HKEPC http://www.hkepc.com/forum/forumdisplay.php?fid=259(香港技术发烧友论坛)

3D打印实践论坛 http://www.03dp.com/

3D打印机DIY http://www.3dprinter-diy.com/portal.php

天工社 http://maker8.com/

QQ

800元制3D打印机v1.33 群号:223424591(M大官方群)

KOSSEL3D打印交流群 群号:205387513(太子的讨论群,目前已知规模最大的讨论群)

3D打印机 金属 Kossel K800 群号:313821993

DLP SLA光固化3D打印机 群号:296152058

贴吧

Arduino吧 http://tieba.baidu.com/f?kw=arduino&ie=utf-8

Kossel吧 http://tieba.baidu.com/f?kw=kossel&ie=utf-8

3D打印吧 http://tieba.baidu.com/f?kw=3d%E6%89%93%E5%8D%B0&ie=utf-8

DIY 3D打印机3—补充篇》有21个想法

  1. Interesting blog! Is your theme custom made or did you download it from somewhere?
    A design like yours with a few simple tweeks would really
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  2. 有时间的话方便整理一些关于切片软件的教程吗?
    我现在打印机已经组好了,就是打印出来的物体表面十分粗糙,有颗粒感。
    一直没有什么好的解决方法…硬件上应该是没什么问题.

    文章都写的很好,谢谢!

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