Оси для принтера: Гайка Z-оси для 3D принтера Wanhao D7

Едем вниз — растём вверх, или ось Z за недорого / Хабр

Доброго вам времени суток, уважаемые гики и сочувствующие! Эта публикация — продолжение описания конструкции моего самодельного 3D принтера. Ось Z — один из самых противоречивых узлов принтера. Что выбрать — ультимативную точность или хорошее масштабирование? Перемещать ось Х или рабочий стол принтера? Два подхода — два решения.

На первые 3D принтеры я не мог смотреть без содрогания: конструкции были незрелые, многие узлы использовались с нарушением ТУ, из-за общей зыбкости требовалась постоянная подстройка, мелкий ремонт, размеры рабочего поля были малыми. Я реши решить проблему внутренних противоречий, просто скрестив ежа с ужом конструкции портального фрезерного станка и 3D принтера.

Был спроектирован и скручен воедино остов 3D монстра:

Он состоит из сорокамиллиметровых алюминиевых конструкционных профилей, соединяемых толстыми уголками 45х45 и болтами М8. Эта конструкция имеет размеры 60х40х40 см и абсолютно непоколебима при нормальной работе принтера. Размер рабочей площадки составлял 45х22 см, при максимальной высоте объекта 28 см.

Ось Z образована двумя вертикально расположенными двадцатимиллиметровыми линейными шинами с прецизионными каретками. Каретки приводятся в движение прецизионными трапецевидными винтами, установленными на радиально-упорные подшипники. Каждый винт имеет привод от шагового мотора через ременную передачу 3:1. Верхние концы винтов обточены и вставлены в игольчатые втулки так, чтобы осевое смещение винта во втулке предотвращало его подклинивание при тепловом расширении. Я использовал полимерную гайку для винтов: больших скоростей/нагрузок нет, а полимерная гайка не так требовательна к смазке и значительно проще в монтаже. В данной конструкции рост высоты модели обеспечивается поднятием оси Х над столом, а ось Z используется как подвижная опора для оси X.

Видео работы:

Эта ось работала без каких-либо проблем вплоть до разборки этого принтера на запчасти.

Недостатки данного решения:

1. Цена. Прецизионные компоненты стоят дорого.

2. Сложность конструкции

3. Плохая масштабируемость.

Когда я начал строить второй принтер, опыт и скаредность участвовали в создании конструкции наравне с врождённым желанием идти своим путём, не ожидая милостей от природы.

Соответственно, новый принтер должен был стать не только более простым, быстрым, универсальным, надёжным и ремонтопригодным, но и значительно более дешёвым.

Для оси Z нового принтера был выбран не винтовой привод, а сходная с лебёдкой грузовых кранов тросовая конструкция. Она состоит из собственно приводного механизма с ремённым понижающим редуктором и двух блоков, на которые и ложится вся масса по оси Z.

Здесь фото принтера в целом:

За стабильность пространственной ориентации отвечают две круглые десятимиллиметровые стальные шины, по которым перемещаются парные подшипники скольжения из синтерной бронзы.

На следующих двух видео можно рассмотреть конструкцию лебёдки, там ничего сложного:

Остов оси Z: простая и лёгкая конструкция.

Расчёты по мощности: Приводной барабан имеет радиус 10 мм. Соответственно, крутящий момент 0,3 Нм (обычный мотор Nema 17) на рычаге в 10 мм составит 30 Н. Ременный редуктор с передаточным числом 2:1 удваивает это число.

Вследствие этого максимальное усилие, которое может развить эта лебёдка, составляет около 60 Ньютон, соответственно максимальная масса оси Z вместе с массами стола и объекта не должна превышать 6 кг в покое.

Теперь определим потери на разгон и торможение оси Z: для разгона 1кг массы с ускорением 1 м/с², необходимо приложить силу в 1 Ньютон. На самом деле, ускорения 1 м/с² для оси Z вполне достаточно, и каждый разгоняемый килограмм обойдётся нам в 1 Н приложенной силы.

Самый тяжёлый элемент в конструкции — подогреваемый стол, это дюралюминиевая пластина 350х350х3 мм весом 980 грамм с приклеенными нагревательными элементами общим весом 150 грамм.

Остальные элементы конструкции, включая теплоизоляцию из Basotect, весят около 900 грамм.

Общий вес конструкции составляет около 2030 грамм, что при округлении в большую сторону потребует 21 Н для удержания и ещё 2,1 Н для ускорения. Итого, ещё раз округляя в сторону больших значений, 24 Н.

Если же к массе оси Z добавить килограммовую модель, то понадобится уже 34 Н, что составляет

чуть более половины расчётной мощности лебёдки. Казалось бы, конструкция избыточна по мощности. Но дьявол, как всегда, кроется в деталях. Дело в том, что для достижения максимального крутящего момента через обмотки мотора должны течь максимальные токи, что неизбежно вызовет его перегрев и преждевременный выход из строя.

По этой причине я и спроектировал конструкцию с условием большого запаса по мощности, а ток мотора установил опытным путём чуть больше минимально необходимого. Мотор при этом нагревался до 50-60°С, что вполне допустимо по ТУ.

На этом видео лебёдка легко жонглирует осью Z без рабочего стола, но с двумя катушками филамента весом по 1300 грамм:

Итак, вопрос мощности решён. Теперь поговорим о точности. Учитывая параметры компонентов лебёдки и мотора, при микростеппинге 1/16 возможно перемещение оси Z с шагом 0,02 мм. Теперь рассмотрим проблему точности у лебёдки с однослойной намоткой троса. Радиус приводного барабана в моей конструкции составляет 10 мм, соответственно, длина окружности при намотке будет 62,8 мм. Для того, чтобы поднять ось Z на 44 см, необходимо примерно семь оборотов. При использовании троса толщиной 1 мм осевое смещение намотки составит 7 мм. При этом происходит изменение расстояния от точки соприкосновения троса с барабаном до нижнего опорного блока.

Посчитаем, насколько всё плохо: ведущий барабан находится в центре одной из диагоналей квадрата, образованного нижней частью корпуса принтера. Соответственно, барабан удалён от каждого из нижних опорных блоков на 320 мм. Путём нехитрых расчётов выясняется, что при перемещении стола на 440 мм произойдёт изменение геометрии привода на 0,077 мм.

Качественные винты с трапецевидной резьбой обеспечивают точность от 0,07 до 0,4 мм на таких расстояниях. Проще говоря, не обеспечивают никакого значимого выигрыша по точности. Если же по каким-то причинам Вам необходимо напечатать модели высотой большей, чем 44 см, нужно просто пропорционально увеличить диаметр приводного барабана (для сохранения малого количества оборотов, потребных для перемещения оси) и передаточное число редуктора (для сохранения номинальной нагрузки на мотор). При этом стоимость механизма растёт незначительно, в отличие от конструкции с винтовым приводом.

Один из тестовых объектов:

В заключение могу сказать: хотя опыт и является производной от преодолённых трудностей и совершённых ошибок, но иногда процесс его приобретения доставляет больше удовольствия, чем достигнутые результаты.

3D моделей не будет, ибо я их никак не могу отыскать на диске.

Публикуется под лицензией WTFPL.

Ну, и традиционное: Have fun!

Изгиб и провисание оси X на Ender-3. Как устранить?

Важные первые шаги (частичная разборка принтера). Выпрямите обе оси Z. Отрегулируйте эксцентриковые гайки. Затяните болты, которыми крепятся узлы роликов. Вывод.

В огромном сообществе пользователей принтеров Ender-3 нередко возникают вопросы по сборке, настройке и эксплуатации этого популярного 3D-принтера для начинающих.

Мы решили написать пост-ответ на один из распространенных вопросов: Провисание оси X на Ender 3. Как исправить?

Итак, начнем!

Проблема:

Я купил свой Ender 3 всего несколько недель назад, и после сборки он, вроде бы, работал нормально, но я заметил, что у меня были проблемы при калибровке стола.

Я запускал печать после калибровки, но почему-то сопло всегда зарывалось в поверхность стола с правой стороны.

Я решил повторно откалибровать платформу, и оказалось, что с правой стороны принтер не откалиброван, хотя до запуска печати все было нормально.

Я заметил, что после запуска печати что-то кардинально менялось и сопло меняло свое положение: то слишком близко к столу, то слишком далеко.

Я понял, что это произошло из-за провисания оси X, но иногда она провисала, а иногда нет, поэтому выровнять стол было практически невозможно.

На просторах интернета возможно найти немалое количество советов по устранению этой неполадки. Мы выбрали тот, который действует лучше всего.

Важные первые шаги (частичная разборка принтера).

1. Снимите катушку с пластиком, иначе она будет запутываться и доставлять неудобства.
2. С помощью большого шестигранного ключа, входящего в комплект для сборки 3D-принтера, открутите винты на верхней направляющей.

3. Затем обязательно отсоедините кабели, подключенные к двигателю экструдера E, двигателю и концевому выключателю оси X.

4. Используя шестигранный ключ меньшего размера, ослабьте винт на муфте, который держит трапецеидальный винт оси Z, а затем полностью снимите его, повернув против часовой стрелки, и пока отставьте его в сторону.

Выпрямите обе оси Z.

Убедитесь, что оси не повернуты или смещены относительно рамы принтера.

Смещение осей оказывает давление на ролики, и они не могут свободно перемещаться вверх и вниз по профилям, что со временем приводит к их повреждению.

Итак, вот как решить обе эти проблемы:

1. Положите принтер на левый бок (дисплеем вверх, чтобы не давить на него всем весом принтера).
2. Слегка ослабьте винты в нижней части принтера, удерживающие ось Z на месте. Нет необходимости полностью выкручивать их, просто ослабьте их таким образом, чтобы вы могли повернуть или покачать ось Z.
3. Вращайте ось Z до тех пор, пока она не будет правильно выровнена и, удерживая ее на месте одной рукой, второй рукой затяните винты с помощью шестигранного ключа.

   Если вы предварительно отсоедините блок питания, то выровнять ось вам будет значительно проще, потому что он не будет вам мешать.

4. Сделайте то же самое с другой осью Z, убедившись, что рама выровнена и максимально квадратная.
5. Теперь пришло время вернуть ось X на место, чтобы проверить, исчезло ли провисание и могут ли ролики свободно перемещаться вверх и вниз по профилям. Чтобы проверить, решена ли проблема, прикрутите верхнюю направляющую так, чтобы потайные отверстия были обращены вверх, а затем подвигайте ось X вверх и вниз.

В некоторых случаях приведенных выше манипуляций достаточно и ролики не нуждаются в калибровке. К сожалению, так происходит не всегда, поэтому переходим к следующему шагу.

Отрегулируйте эксцентриковые гайки.

Эксцентриковая гайка отличается от обычной тем, что отверстие в гайке смещено в одну сторону и при повороте она двигает колесо/ролик ближе или дальше от оси, и это позволяет регулировать насколько плотно весь узел будет цепляться за ось.

Если гайка затянута слишком туго, то он не сможет свободно двигаться вверх и вниз. С другой стороны, если слишком свободно, то весь узел ролика будет трястись и колебаться.

Для регулировки эксцентриков вам понадобится ключ, входящий в комплект сборки.

1. Используя большую сторону ключа, ослабьте гайку так, чтобы вы могли свободно перемещать весь узел ролика.
2. Затем начните затягивать гайку, пока не почувствуете, что узел ролика плотно прилегает к оси. Он должен прилегать плотно, но не слишком (это не так просто объяснить, но довольно легко почувствовать, когда вы будете это делать). Вы должны приложить некоторое усилие, чтобы прокрутить ролик двумя пальцами.
3. Как только вы закончите с одной стороной, проделайте те же действия со второй стороны.

Перемещайте X-ось вверх и вниз, чтобы убедиться, что она двигается плавно, а затем опустите до упора, пока не услышите «щелчок» концевика оси Z, после чего снова переместите ось вверх, но поднимайте ее не посередине, а с правой стороны.

Если вся конструкция движется плавно, и правая сторона движется одинаково с левой, то вы все сделали правильно!

Возможно, вам придется предпринять еще один шаг, чтобы полностью решить эту проблему, и это будет затяжка болтов, которые крепят узлы роликов.

Затяните болты, которыми крепятся узлы роликов.

Если вы посмотрите на раму, к которой прикреплен экструдер, в середине должны быть два винта, которые крепят его к оси X.

Проверьте, возможно они слегка ослаблены, либо вы не выровняли конструкцию в процессе сборки.

Вот как это исправить:

С помощью одного из шестигранных ключей, прилагаемых к принтеру, ослабьте два винта, которыми каретка крепится к оси X. Винт, который ближе к центру принтера, ослабьте совсем чуть-чуть.

Используя этот внутренний винт в качестве опорной точки, слегка отрегулируйте ось X, пока она не выровняется правильно.

Затяните оба винта до полного исчезновения люфта.

Имейте в виду, что в целом, это не главный виновник провисания оси X, поэтому вам следует сначала сосредоточиться на регулировке эксцентриковых гаек и смещении оси.

Вывод.

Провисание оси X создаст массу проблем, и исправить это просто необходимо. К счастью, это не так уж сложно, и вам потребуется около 10 минут, чтобы принтер смог нормально функционировать.

Вы можете начать с регулировки эксцентриковых гаек, даже не разбирая принтер, но мы настоятельно рекомендую выполнить шаги, которые мы описали, поскольку это очень простой и эффективный метод.

Надеемся, эта информация была полезной!

Удачной печати!

Axe Print — Etsy.de

Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.

Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.

Найдите что-нибудь памятное,
присоединяйтесь к сообществу, делающему добро.

(более 1000 релевантных результатов)

Axe лучшие модели для 3D-печати・Cults

Топор

Бесплатно

Копье Драупнир с несколькими навершиями и кольцом в комплекте | Копье Кратоса | По CC3D

5,81 €

HICTOP i3 clone Держатель бронзовой втулки оси Y

Бесплатно

Qidi Tech Z-Axis Shims for 1/8″ and 1/4″ Glass Bed — для стержней 8 мм

Бесплатно

Регулятор оси Y Anycubic Vyper (TOP Remix)

Бесплатно

Верхний левый и правый держатель оси Z для Hephestos — защита от качания винта

Бесплатно

Гном и человек

39,79 €

Модернизация Robo3D с гладким стержнем по оси Y для стандартной станины

Бесплатно

Стабилизация оси Z Robo3D

Бесплатно

Направляющая оси Z для Geeetech a10 a20 a30 Ender V-slot

2,21 €

Custom 1/18 Gear Dark Angels

Бесплатно

Чемпионы крови

€5

топоры тьмы

2 €

LEGO Панцерфауст 60/100

€1,50

-15%

€1,28

Топор и пень

1 €

Маркер объектива Small Chest Fantasy 28 мм

0,53 €

подшипник оси Z weedo tina2

бесплатно

Двойной синхронизатор оси Z

Бесплатно

БОГ ВОЙНЫ РАГНАРОК КРАТОС ТОПОР

€10,20

-55%

€4,59

Брелок God of War Leviathan Axe, настенное искусство, силуэт

1 €

Nier Automata / Machine Axe

Бесплатно

Полномасштабная алебарда / полномасштабная алебарда

2,04 €

Custom 1/18 и 1/12 Chaos Space Marine Duo

Бесплатно

Лесной топор

Бесплатно

Unknown Pattern Double Power Axe

Бесплатно

Creality Ender 3 — логотип Mad Max, крепление по оси X

Бесплатно

Икал, воин-бык

3,40 €

Ручная ось Z для лазерного гравера, лазерный модуль

0,99 €

3D-топор Левиафана — God of War

0,62 €

Точная регулировка осей X и Y для Infitary Prusa I3

Бесплатно

РОЖДЕСТВЕНСКИЕ/ЗИМНИЕ СНЕЖИНКИ ВАЛИК ДЛЯ РОЛИКА stl файл

1,63 €

Топор Денджи с бензопилой

3,01 €

Натяжитель ремня Shapeoko2, ось X

Бесплатно

Модуль кровати Tronxy x3 по оси Y

Бесплатно

Dying Light 2 Топор со знаком остановки — 3D-модель готова к печати

19,20 €

Большой топор Бога Крови Хаоса

0,52 €

Крепление для веб-камеры Snapmaker 2.