一个人可以自己动手做出什么有意思的东西?
3d打印机~!后附一个讲解~(各位注意,我的讲解是根据套机来的~不算严格的diy!)
一时兴起,花了两个整天从零件组装到把机器搞得能用,另花了一周时间调试精度。
全部零件图:




自己组装三角洲3d打印机,淘宝所有零件一共1000不到,有耐心就可以~大家感兴趣我来个教程?
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看大家这么热情着实吓我一跳,我这就来更新一下教程。。
再放几个模型图~



首先成本的话肯定是可以控制在1000以内的,不推荐纯新手去自己找材料组装,首先要搞清楚各个部件做什么用的。我本人是彻头彻尾的门外汉,第一次在网上看到这玩意就喜欢上了,于是一时兴起开始研究这个~所以这篇教程可以让完全不会的人都看懂!并且能够组装自己的打印机!
我现在人不在家里,机器不在手边,再加上有些时间了,整理起来可能慢一点。很多图我只能网上下载了,各位将就看看啦~
重要声明!!手头除了手机什么都没有!!清单我会从网上找一个靠谱的!!所以成品会和我自己发的图相差很大!!介于网上很多教程都有清单!我这里给大家简单科普一下kossel拿到零件的组装方法!(答主给图的机器是一台彻头彻尾的淘宝一条龙货!!想要自己找材料的达人我会详细介绍工作原理和组装方法后再继续写!)
一。kossel工作原理(很重要)
3d打印机是什么我就不多讲啦,而我们要做的机器叫做kossel(科赛尔),是一种三臂reprap型打印机(这里各位感兴趣可以搜一下3d打印机的分类和历史)。
作为一个小白,要能组装机器,我们必须要知道我们要装的kossel的各个部位的工作原理!
放个图先:


简而言之,kossel的工作原理就是用一个步进电机控制输送固态pla塑料,送到效应器(可以理解为喷头)加热塑料至220℃左右融化,塑料出来快速凝固,同时cpu计算高度,角度的位移,通过三个轴上的步进电机控制喷头在横竖高上不断移动,一层一层将物体打印出来。
我们分开看看我们要组装的各个部位的样子,首先是机械部分:
1.效应器:

这个东西从机器上方的挤出机接收塑料,连接三个臂,通过白色加热棒加热,融化塑料,辗转腾挪,实现最终打印。
效应器的基本组成是挤出头(连接中空的加热棒,图中右上白色)用于融塑料和送出塑料,风扇(装在效应器上最好,装不装看挤出头材质),限位开关(非常重要,在打印初始化时打印机会在圆盘上找几个点确定平面,这个限位开关给打印机一个平面的触感),剩下的就是支撑结构和各种螺丝螺帽和铜垫(如果是淘宝在专业店买材料会有,如果纯自组装推荐买M3*70和M3*25的螺丝,实际数量和大小需要依据实际情况)
各位最好是直接淘宝搜索,买成品零件或让店主给你打一个零件出来最快,因为3d打印机是不量产的,所以这些固件只能自己想办法,答主手机码字,自找材料的决定放在最后说,先普及打印机工作原理!
效应器成品

注意除了限位开关的螺丝,其他地方一定要紧!不然会漏料!
2.挤出机
大概长这样

挤出机是由一个电机控制,输送,回抽固体塑料材料用的。(打印头换行,或跳跃打印时为保证液体塑料不会滴落会采取回抽)
很遗憾除了效应器其他零件我都没有拍照,最多一个整体图,所以要开始盗图啦~
挤出机的零件有:
625轴承一个(跟着材料滚动)
铜质挤出轮一个(安装在电机轴上摩擦,摩擦)
打印件(电机上那坨黑色物体,用来组成结构)
各类m3m4m5螺丝及顶螺丝垫片若干
这货的主要只能就是送料,没有太多能讲的。组装时注意该紧的地方紧该松的地方要松!很重要!
3.铝材和角件

三角洲打印机顾名思义是个三角形的,它的底座是由三个角件连接三个铝材,组成的一个三角形结构,铝材是这样的:

空槽里放螺帽:

底盘拼接时给cpu和显示器留几个螺帽在里面,拼接好后把长条铝材从角件孔中插入,插到底。

记得组装上下角件时装入步进电机以及滑动轴承!
铝材与角件组成的打印机框架就是这样,铝材这个东西可以在淘宝,也可以在就近的门窗店买到。短铝材六根,长三根。细节一定要测量到位!任何影响精度的材料都不能马虎!
回头看了下题目,貌似没有问是怎么做出来的啊!!(/" >△ <)/~┴┴
我回来了~继续~
4.打印平台
这个不需要解释,一般是一块圆形铝板或者玻璃,安装在骨架下面的底座上(图中那块圆的)。

一般kossel打印的pla塑料是很难附着在铝板上面的,所以打印时一般的解决办法是使用美文纸,文艺解决办法是使用热床,但是会增加成本,其实美文纸虽然取模型可能会沾上一点颜色,但是足够牢固了。
二逼一点的解决办法是采用白胶。。为什么说二逼呢。。看图:

打印出来的东西会变成生姜!!
(* ̄з ̄)不闹了。。那个粘掉我的海绵宝宝整个背的图找不到了。总之如果你打印了支撑结构的话,白胶会连结构带皮你一起被你拔下来!不推荐!
找到那个图了,请看!

fffffffff!!
5.组装以上
其实机械部分大体就是这几个主要的,接下来把挤出机,效应器,底盘,减震及热床(如果有这俩的话)固定在框架上就可以了!
一般来讲,不管是为了好看还是走线方便,cpu和显示屏这时候也是要装好的!我这一步省略了很多,诸如同步带,xyz限位开关,送料管,鱼眼杆,滑车,这些都没有讲,其实这一步还是很麻烦,而且肥肠肥肠重要的!由于我机器不在手,我决定后面简单手绘打印机工作流程的时候细讲~
另外,如果你是自己找的材料,一定要测量所有机械结构的长宽等参数!肥肠肥肠影响精度!!
收,接下来我们看线路部分:
1.arduino(cpu)

只有个蛋疼的背面图。。所以我在大神教程里盗了两张:


引用一下大神教程里的原话:
“刚刚一枚ramps1.4手焊完毕,材料成本35元,买成品的话是65元左右。
ramps1.4和mega2560组装完毕,烧录Marlin固件完毕,连接lcdsd卡控制器模块测试正常。这年头3d打印机不能实现脱离上位机打印不叫打印机,所以一定要购买lcdsd卡控制器模块,62元一个。”
解释一下,首先arduino是打印机必不可少的,如果你动手能力强,又刚好手边有焊锡丝和电焊工具,可以考虑自己做,但是小白的话必须要买!因为这玩意你一旦焊锡焊大一点挨上另外一坨就短路!哭都来不及!
然后解释一下这个“烧录marlin固件”。这一步是用电脑完成的。一个空白的cpu必须有操作系统才能运作,marlin固件对打印机来说就像windows对pc一样。一般marlin是用c语言编写的,推荐新手买一条龙淘宝有个很大的原因是这个,因为自组装的机器参数是根据自己实际情况来调整的,因此你下一个通用的marlin固件还不行,还需要打开源代码修改xyz和打印头参数才能烧录cpu,机器才能正常运作!这就徒增了很多步骤,因比推荐新手不要浪费时间(我为了看懂这玩意自学c,然后发现等我学通了机器都得生锈了)。
cpu上有usb,连接电脑,用来烧写程序和指挥打印。
还有个细节,有时候主板上有人会想加散热条,这玩意要小心点装,容易短路。
经好心人提醒,这里添加一点东西,解释一下我前面说的cpu,其实叫做arduino:
arduino的硬件是类似cpu的主板,用来电路连接,软件则是一个开源的叫做arduini IDE的东西,当你在电脑上用它编写程序后,就可以上传到硬件中去(上面提到的烧录marlin固件),然后这个软件就会指挥打印机的电子机械部分运作啦~
2.液晶屏
这个没什么太多要解释的,找个合适的地方安装接线到主板就ok了,上图中有液晶屏接上主板的图。没记错的话,这玩意好像是有正负极的,注意就好。
至于功能,一般打印机的液晶屏会有一个旋钮,用来在打印机的菜单上调节一些参数,但是基本电脑连接cpu的usb后可以实现完全操作。有时候模型打印比较久,也可以拔掉电脑,但是需要有一个sd卡和插槽在打印机上,这时就可以用液晶屏来操作啦~
如图是我机器的屏:

3.开关,电源
不多说,看名字就懂了。
4.线路拼接
不要看线路部分我没写多少,这玩意可是花了我整整半天时间做的!其中各种风骚走线,限位开关接线说出来都是泪!由于3d打印机就算一条龙的接线也是卖家不知道哪里摸出来的,因此电线有很多地方要剪剪拼拼,自寻材料的话,肥肠不容易。
发几个图感受一下线路有多蛋疼:




扭铜线还蛮容易划伤手的,要注意!
对了这里提一下,绑带在接线的时候帮助非常大!!神器!!
接线部分的最后,说一下风扇和效应器以及步进电机,这些都包含在接线里。其中效应器上有一颗热敏电阻,连接cpu,时刻监视打印头的温度是否在220左右,如果你发现温度老是不对,要检查这玩意是不是掉了!!
线路部分就讲这么多吧,各个部位大家有个脸熟了我们来看看打印机工作的流程~
二,打印机工作流程(前面其实简单看看就行~看这里更清楚~)
这里只讲kossel三角洲的~
1.电脑计算
组装好你的打印机后,就要开始打印了!
烧写marlin到cpu前面已经提到,我用的打印软件叫做cura~
因为3d打印和手工制造不同,它的模型是一层一层打印出来的,大家网上看一下视频会有一个直观的感受,所以,电脑需要将储存的三维模型进行分层,计算出每一层打印头打印的路径,让打印头划线一样填充每一层。这个计算的过程就是cura完成的。
cura计算出路径以后,我们就可以选择打印速度,填充密度,裙边,支撑,温度,模型大小等参数啦~
这里解释一下:
填充密度:
原谅我画图渣渣。。上个图:

假设我们使用3d打印做了一个三角体,那么用菜刀把它切开内部就是这样横竖交叉的线,这就是一般采用的模型内部填充方法了。
填充这个参数非常影响打印的时间,比打印速度更影响,可以说它对时间的影响仅次于模型大小。这是因为一般打印体都是有上百层的,所以中间划线越密,时间越长。
裙边是帮助模型粘紧底盘的参数,就是在打印紧贴底盘第一层时在模型边缘多打几层帮助稳定。
支撑,很难把握的一个参数,因为许多,尤其是人物模型有很多部分是悬空的,目前的打印机没办法无视重力悬空打印,所以解决办法就是从第一层开始打印能够支撑但是很脆弱的柱子来支撑悬空部分,待模型完成剪掉即可~
支撑有两种方法,就不多讲了~
其他参数暂时想不出来有什么不好理解的,略过~
另外,cura适合很多种打印机用,进入程序时需要设置机器类型和基本参数(例如打印盘大小和高度)。
放一张cura的样子:

2.cpu指挥机器动起来!
插上usb,设完软件,就要点击开始了!
首先,cpu命令打印头加热,当温度达到220度左右时,打印头开始自动归位,然后下降去找底盘。当打印头接触到底盘时,它会在底盘上不同位置有规律地点二十来个点,来记录底盘的水平程度,点完以后,打印头回到中心调整角度,然后咻!!
开始打印了!
打印头如何知道自己归位了,如何知道碰到底盘了呢?还记得之前说的效应器的限位开关吗?
这个东西一碰它就断电,随即给电脑一个信号说我断电了!这时打印头就知道自己碰到底盘了!
大概就是这样:

原谅我的渣画工。。总之当打印头接触收到一个轻微压力时,螺丝会戳限位开关一下,给cpu一个信号。三个柱子顶上也有这样的开关,用来让打印头回到原点。
各位注意一下这里我好像有地方画错了,但是懒得改了。。哈哈
3.辗转腾挪
先说步进电机和滑轮。顾名思义,步进电机的特定角度的转动记为一个单位,这样编程就有了可量化的数值。四方形的打印机大家肯定好理解,xyz轴各一个电机平着走就行了呗~那我们这三臂的呢?
再来看个我这逼死处女座的草图!

如图,这时一个轴上的电机带动的伙伴们。首先电机转动,带动同步带,这时固定在同步带上类似滑块的X(或yz)上下移动,带动连接X和打印头的鱼眼杆移动,打印头就被带动啦!注意图示为一个轴的移动,完成打印动作需要三个轴配合。
这里鱼眼杆应该有两根,我忘画了。
鱼眼杆是这样的东西:

X的位移带动鱼眼杆球的旋转和杆子的移动是数学问题,交给程序员同学吧~
总之,打印头就是这么个移动方式,它开始打印后凶猛地一笔画(事实上有些地方并不是)!然后一个立体模型就完成啦!
4.送料
之前这里忘讲了,虽然很简单,但是还是说一下~
3d打印机的材料一般都是pla塑料,其他abs什么的有气味的不推荐!
网上买来的材料都是一卷一卷的,举个栗子:

金色的一卷pla材料,网上买几十就够了
送料的速度和回抽的时间要配合打印。前面讲过的挤出机,由连接cpu的电机控制,把固体塑料通过一个空心管送到打印头去~这个过程不难,我就不画图了~
ok,搞定~
最后多bb一下,其实组装并不是最花时间的,调试精度才是!如果是第一次接触机械组装的童鞋免不了走弯路,譬如我~
给大家看看我第一次打印失败的大白(●––●)!

因为没有美文纸沾底板,打到膝盖(大白有膝盖?)处开始疯狂震动,然后!!!然后我趴着扶着底座等它慢慢打完!!因为不甘心(好蠢。。)!!
你的第一次,留给一条龙组装机吧!
另外,给大家附一个满满的干货!!大神自寻材料组装全过程且有材料单!!(我自己的材料单没带着,不可能要我手码还不出错吧!)
http://g.pconline.com.cn/x/583/5833244_all.html#content_page_2干货2
http://www.guokr.com/article/437819/来自果壳
干货3
http://tieba.baidu.com/p/3832567148?lp=5028&mo_device=1&pn=0&来自贴吧
好啦,就这么多~大家有问题就评论吧~我尽量解答我会的,并贴在答案里~愿感兴趣的各位有一台自己组装的机器~!
ps:由于我是平时超懒,兴趣一来就能钻研得废寝忘食的那种人,所以各位有什么好玩的黑科技可以推荐给我~虽然我是学营销的,但我对任何新事物都有很重的好奇心~!
感谢各位点赞的同学!

q&a再见!
发生了什么涨赞这么快!!( ꒪⌓꒪) 只是想做个科普的我已经迷茫了。。
10.29
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艾玛居然破两千赞了,还停不下来。谢谢各位知友抬举,其实组装一台套机是一件挺简单也挺快乐的事情,并没有很多人想象的那么复杂,也并非一件大神才能做的事情。
真正的3d打印大神玩得更深,程序和硬件的优化都可以做到,这篇答案只是涉及了3d打印中一种简易机器的皮毛,我只是把我懂得的一些浅显的东西写了出来,希望可以借此激发一下大家的兴趣~个人认为这真的是一个很有潜力的市场~
最后感谢各位喜欢和支持~!