ทุกวันนี้ผู้คนมากมายพูดคุยเกี่ยวกับการพิมพ์ 3 มิติและสิ่งต่าง ๆ ที่สามารถผลิตได้ แม้แต่ประธานาธิบดีก็พูดเกี่ยวกับเรื่องนี้ในระหว่างที่ที่เขาอยู่สหภาพ ในขณะที่มันเป็นความจริงที่เทคโนโลยีบางอย่างในการพิมพ์ 3 มิติเป็นรุ่นใหม่ในรุ่นไฮเอนด์เครื่องพิมพ์ 3D ส่วนใหญ่สามารถสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่ที่มีมานานหลายทศวรรษ ตัวอย่างเช่นเครื่องพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่ใช้มอเตอร์สเต็ปแม้ว่าเทคโนโลยีไมโครสเต็ปซึ่งให้ความละเอียดที่ละเอียดกว่านั้นค่อนข้างใหม่ (อาจ) ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ในเครื่องพิมพ์ 3D หลายรุ่นนั้นใช้ตระกูล AVR ที่พบในบอร์ด Arduino ในขณะที่เฟิร์มแวร์โอเพนซอร์สเช่น Marlin ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของ GRBL สำหรับเครื่อง CNC คำว่า "เครื่องอัดรีด" ไม่ใช่คำใหม่สำหรับนักศึกษาวิศวกรรมเคมีเหล่านั้น ดังนั้นเราสามารถเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับการพิมพ์ 3 มิติจากเทคโนโลยีเก่าที่พบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รีไซเคิล ที่นี่ฉันอยากจะแบ่งปันกับคุณความพยายามของฉันในการสร้างเครื่องพิมพ์ 3D ราคาถูกและง่าย เป้าหมายไม่ใช่เพื่อสร้างเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ยอดเยี่ยมเพื่อแข่งขันกับโมเดลเชิงพาณิชย์ แต่เพื่อเรียนรู้วิธีการทำงานและสนุกไปกับมัน

วัสดุ:

ขั้นตอนที่ 1: สร้างแกน X โดยใช้ Printer Head Assembly และ Stepper Motor

เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่เรียบง่ายมีสามแกนคือ X, Y, Z ซึ่งแต่ละตัวควบคุมด้วยมอเตอร์สเต็ปและเครื่องอัดรีดที่ควบคุมโดยสเต็ปเปอร์มอเตอร์เพิ่มเติม แต่ละมิติทำด้วยแอคชูเอเตอร์เชิงเส้นของการออกแบบที่หลากหลาย ที่นี่ฉันสร้างแกน x โดยใช้ชุดหัวพิมพ์ HP Inkjet ที่นำกลับมาใช้ใหม่ซึ่งประกอบด้วยมอเตอร์สายพานฟันเฟืองตัวยึดตลับหมึกและแขนโลหะ แต่น่าเสียดายที่มอเตอร์ที่ทันสมัยที่พบในเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทส่วนใหญ่เป็นมอเตอร์แบบ 2 สาย (พร้อมเทปออปติคัลสำหรับการวางตำแหน่ง) แทนที่จะใช้สเต็ปเปอร์ลวด 4 เส้นที่จำเป็นสำหรับเครื่องพิมพ์ 3D ดังนั้นฉันต้องหาสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน สิ่งที่ฉันพบในกล่องขยะของฉันอาจมาจากฟลอปปี้ดิสก์เก่า มีสองปัญหาที่ฉันต้องแก้ไขด้วยสเต็ปเปอร์มอเตอร์นี้ อย่างแรกคือ stepper ห้าสาย unipolar ซึ่งแตกต่างจาก 4 bipolar stepper ที่จำเป็นสำหรับเครื่องพิมพ์ 3D อย่างไรก็ตามฉันโชคดีพอที่การเดินสายสามารถเข้าถึงได้บนปลอก stepper และฉันเพียงแค่ตัดการเชื่อมต่อเทอร์มินัลทั่วไปซึ่งทำให้มันเป็น 6 สายสเต็ป ด้วยการเพิกเฉยต่อเทอร์มินัลกลางสองฉันจึงแปลงมันเป็นสเต็ปเปอร์ไบโพลาร์แบบ 4 สายได้อย่างมีประสิทธิภาพ โปรดทราบว่าดิสก์ไดรฟ์เก่าอาจใช้แรงดันไฟฟ้าสูง ความต้านทานประมาณ 160ohm สำหรับการเดินสายดังนั้นฉันเดาว่าการใช้แบตเตอรี่ 12V นั้นโอเคและนั่นคือสิ่งที่ฉันใช้

ปัญหาอีกอย่างคือสเต็ปเปอร์ไม่มีฟันเฟืองอยู่บนนั้นดังนั้นฉันจึงต้องค้นหาจากเครื่องพิมพ์ HP ที่พอดีและฉันโชคดีที่ได้พบหนึ่ง ดูวิดีโอต่อไปนี้เพื่อรับทราบวิธีการทำงาน

ขั้นตอนที่ 2: ทดสอบแกน X โดยใช้ Simple Arduino Thingy

เมื่อฉันทำการแก้ไขฮาร์ดแวร์ฉันต้องการทดสอบโดยเลื่อนหัวเครื่องพิมพ์ไปมา ฉันเลือกที่จะใช้ชิปตัวเล็ก Attiny2313 ซึ่งเกิดขึ้นรอบ ๆ และ L293D H-bridge ซึ่งสามารถรองรับ 600mA และสูงสุด 36V มันเป็นแนวคิดง่าย ๆ ที่จะเปิด 4 สาย stepper คุณเพียงแค่เปิดแต่ละสายในลำดับ อย่างไรก็ตามความพยายามครั้งแรกของฉันไม่ได้ผลอย่างง่ายดายเพราะฉันวาง L293D ไว้ด้านหลังบนเขียงหั่นขนม ฉันดีใจที่มันไม่ได้สร้างความเสียหายด้วยการละเมิด ฉันใช้ซอฟต์แวร์ Arduino และ USBtinyISP เพื่อเขียนโปรแกรม Attiny2313 และตอนนี้ทุกอย่างทำงานได้ดีตามที่แสดงในวิดีโอ

ขั้นตอนต่อไปคือ:

- สร้างแกน Y และ Z

- สร้างเครื่องอัดรีด

รับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เหมาะสม (ตอนแรกฉันอาจทดสอบด้วย GRBL บน Atmega328) จากนั้นลองใช้ Mega board กับ Ramp1.4 และ Marlin เป็นต้น

ปรับเทียบเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

- พิมพ์บางสิ่งและสนุกไปกับมัน

ขั้นตอนที่ 3: ความคิดที่สองเกี่ยวกับ 2-wire เทียบกับ มอเตอร์สเต็ปเปอร์

เมื่อฉันเห็นมอเตอร์ 2 สายในเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทครั้งแรกฉันสับสนเพราะฉันคาดว่าจะเห็นสเต็ปเปอร์ ฉันเปลี่ยนมอเตอร์ 2 สายเป็น stepper เพราะนั่นคือสิ่งที่ทุกคนใช้สำหรับเครื่องพิมพ์ 3D ปรากฎว่ามีเหตุผลที่ดีว่าทำไมจึงใช้มอเตอร์ 2 สายในเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท สำหรับสิ่งหนึ่งมันใช้แถบออพติคอลออปติคัลเพื่อวางตำแหน่งอย่างแม่นยำและมีความละเอียดที่ดีมาก โดยการเปรียบเทียบนั้นสเต็ปเปอร์มอเตอร์นั้นเป็นระบบวงเปิดหมายความว่าคุณบอกให้เลี้ยวเป็นจำนวน x และคุณมั่นใจว่ามันจะทำอย่างนั้นและไม่จำเป็นต้องป้อนกลับ เมื่อวานนี้ฉันอ่านเพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับปัญหานี้และในความเป็นจริงมีการสนทนาเกี่ยวกับ Reprap เกี่ยวกับปัญหา open and close loop สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ สิ่งที่ฉันสงสัยก็คือในขณะที่สเต็ปเปอร์กำลังได้รับความนิยมสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติมันไม่ใช่ทางออกเดียวหรือเป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับเรื่องนั้น อย่างไรก็ตามเนื่องจากการเข้ารหัสด้วยแสงนั้นซับซ้อนกว่ามอเตอร์สเต็ปเล็กน้อยเล็กน้อย (ไม่ว่าจะจริงหรือไม่ก็ตาม) เรามาดูกันดีกว่า หลังจากนั้นฉันอาจย้อนกลับไปใช้มอเตอร์แบบ 2 เส้นเดิมพร้อมการเข้ารหัสแบบออพติคอลเมื่อฉันมีที่จับบนตัวควบคุมมอเตอร์และข้อเสนอแนะ ดังนั้นอย่าทิ้งมอเตอร์สาย 2 เส้นและแถบแสง