Источник: habrahabr
MagisterLudi
Недавно мне посчастливилось не только потестить российский принтер PrintBox3d, но и заглянуть в цех по производству.
PrintBox3D One - новый российский 3D принтер.
Это не гаджет, это рабочая лошадка, которая будет работать годами.
В отличие от потребителей "домашних" моделей, наш покупатель - это профессионал, либо любитель, но с высокими требованиями к качеству печати, готовый разобраться с софтом и которому точность и производительность важнее удобства и дизайна.
Фишки:
- 2 мотора на ось Z
- Метеоритоустойчивая рама
- Собственные контроллеры шаговых двигателей на основе разработок для промышленных ЧПУ
- Много запасных частей
Осторожно! Много алюминия!
При проектировании принтера мы закладывали в основу конструкцию хорошего станка
Общий вид
(на фото самый первый принтер-прототип)
ТТХ
РАЗМЕР ОБЛАСТИ ПОСТРОЕНИЯ 185 × 160 × 150 ММ
МАТЕРИАЛ ПЕЧАТИ ABS, PLA, PVA, ДРУГИЕ
РАЗРЕШЕНИЕ ПЕЧАТИ (МИКРОН) 50 (0,05ММ)
СКОРОСТЬ ПЕЧАТИ ДО 30 СМ^3/ЧАС
ТОЛЩИНА СЛОЯ 50 МКМ, ТОЛЩИНА СТЕНКИ 190 МКМ
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ WINDOWS XP, WINDOWS 7, MAC OSX, WINDOWS 8, VISTA, LINUX
ВЕС (БЕЗ УПАКОВКИ) 10.5 КГ
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ (БЕЗ УПАКОВКИ) 320 × 360 × 390 ММ
Софт
Принтер работает на открытом программном обеспечении (Cura, Slic3R и Repetier-Host).
Для удобства пользователей разработчики принтера перевели программу Cura на русский язык. (за что им респект)
Рама
"Хороший принтер в нашем понимании начинается с рамы"
точность принтера(позиционирования печатающей головки) начинается с рамы. Надежность конструкции позволяет выдерживать даже "экстремальную транспортировку" (Почта России).
(По распространённости в земной коре Земли алюминий занимает 1-е среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре по данным различных исследователей оценивается от 7,45 до 8,14 %).
(В теле взрослого человека присутствует до 140 мг алюминия. Суточная потребность взрослого человека в алюминии оценивается в 2,45 мг. ).
(Самое древнее изделие, содержащее 85% алюминия, датируется III-м веком н.э.)
" Наше отличие от мировых лидеров - в основу положили мощную раму".
(Соединения алюминия встречаются не только на Земле, но и на Луне и Марсе. Алюминий содержится даже в яблоках - до 150 мг/кг.)
8мм чистого алюминия.
(Первым изделием, сделанным из алюминия, была погремушка, изготовленная для французского императора Наполеона III в 50-х годах 19 столетия).
Направляющие
То, что обеспечивает положение/перемещение печатающей головки/платформы (направляющие) бывают 3 типов - винт, цилиндр или рельса.
Винтовые направляющие медленные и используются в основном для позиционирования по оси Z.
Основная нагрузка по скоростному и точному перемещению ложится либо на цилиндры, либо на рельсы.
Разработчики PrintBox3d сделали выбор в пользу рельс, т.к. "у цилиндров всего 2 точки опоры и бывали случаи что цилиндры гнутся, у рельс же точки опоры - каждые 2 см и ресурс жизнестойкости рельсы больше чем у цилиндра."
Ресурс рельс выше чем у цилиндров.
Точки опоры каждые 2 см.
Точная фрезеровка на ЧПУ станке=точная и жесткая конструкция.
Платформа
Алюминий прочнее пластика, стекла, текстолита. Да и теплопроводные свойства у него лучше.
Платформа из алюминия с гибким нагревателем снизу. Размер нагревателя меньше размера платформы - 15х15 см.
Но, за счет хорошей теплопроводности алюминия, прогрев платформы равномерный.
Регулировка горизонта(калибровка платформы) делается вручную винтами, делается 1 раз на производстве (жесткость крепления и конструктивные особенности позволяют сделать настройку один раз и надолго.)
Электроника
Есть ардуино как управляющая плата - но на каждый мотор - свой контроллер шаговых моторов(это позволяет лучше гасить инерцию, работать на на повышенных мощностях.)
на каждый двигатель - свой контроллер (итого 4 контроллера, помним, что на ось Z у нас 2 мотора.)
Предохранитель. Спасает. (Это ведь российские розетки)
Контроллеры - собственной разработки и собственного производства.
Сравнение красное - российский контроллер, синий - китайский контроллер.
Есть и запасные.
Экструдер
Большой=мощный мотор на экструдере. (Жесткость рамы и собственные драйвера позволяют точно управлять тяжелой деталью на высоких скоростях с резким изменением направления движения.)
Мощный мотор позволяет продавливать вязкий пластик сквозь узкое сопло на больших скоростях и с высоким качеством/точностью
Оригинальная конструкция - воздух проходит внутри радиатора (круглые отверстия в центре).
Рабочий прототип(слева) и конечная промышленная версия радиатора(справа).
Одни из первых версий радиатора и нагревателя - прошли многочисленные тестирования.
Многое повидал…
Экструдер со снятой крышкой.
Шестерни сделаны из качественного европейского фторопласта.
Он довольно хорошо скользит, очень плохо стирается и держит высокие температуры.
Не царапающий (обжимной) формат подачи пластика, что позволяет печатать очень тонкими соплами на большой скорости
Пластик зажимается и протаскивается в отверстие между шестеренками.
В обычных принтерах пластик толкается зубьями и из-за этого царапается и деформируется, что вносит искажение в скорость/точность печати, здесь же пластик толкаем не зубьями - а обжимаем со всех сторон. Как следствие - отсутствие "артефактов" и "пробелов".
Много мелочей
Т.к. производство находится в России, то и запчестей много по эту сторону границы. (Кто нибудь пытался достать запасной экструдер/комплектующие для Репликатора или Солидудла из США/Германии/Нидерландов/Китая?)
Гудят?
Самое большое количество вентиляторов.
кабель-канал для закрепления проводов, идущих к экструдеру.
Свое производства шестеренок для экструдера.
Экстремальные углы
Одна из отличительных особенностей - печать под экстремальным углом без поддержек.
Данная фигура напечатана без поддержек - подбородок и затылок печатается практически навесу.
Если ломается "зарубежный" 3д-принтер (хотя 3д-принтеры ломаются очень редко) то его надо будет отправить на гарантийный ремонт в Германию/США, а потом ждать его обратно. Про скорость доставки из-за границы читаем здесь.
Для российского принтера этот срок сокращается (не полгода, а недели).
кабель-канал для закрепления проводов, идущих к экструдеру.
Все принтеры перед отправкой клиенту проходят контроль - на них распечатывают несколько деталей. На фото
деталь для проверки ровности стола и точности укладки слоев.
Мы смотрим на 3д-принтер как на рабочий инструмент
Пример печати
П.С. Прекрасное видео с TED, мотивирующее создавать вместо того, чтоб потреблять.
Так же хочу выразить благодарность создателям 3д-принтеров за вклад в дело "создателей" и за возможность немного "подсмотреть" за этим процессом.