Постройте крупногабаритный 3D-принтер дома на Arduino: пошаговое руководство

Компоненты и материалы

Алюминиевый профильный трубчатый профиль 38×38×2 мм	×1
Акриловые листы 3 мм	×1
Стальной стержень Ø12 мм, 696 мм	×2
Стальной стержень Ø8 мм, 562 мм	×2
Стальной стержень Ø8 мм, 507 мм	×2
Лист алюминий 3 мм	—
Линейные подшипники SC8UU 8 мм	×8
Линейные подшипники SC12UU 12 мм	×4
Вал SK12UU	×4
Вал SK8UU	×8
Опорный подшипник 8 мм KP08	×2
Трапециевидный винт T8 8 мм с гайкой (500–550 мм)	×2
Муфта шагового двигателя 5 мм → 8 мм	×2
Шкив GT2 20 зубьев для вала 5 мм с ремнем 4 м	×2
Крепёж NEMA 17	×3
Плата RAMPS 1.4	×1
Драйвер шагового двигателя A4988	×4
Оптический концевик	×3
Блок питания 12V/20A	×1
Пластик PLA 1.75 мм	×1 кг
Экструдер	×1
Хотэнд J-head 0.4 мм	×1
PCB нагревательный стол	×4
Arduino Mega 2560	×1
Шаговый двигатель NEMA 17 (59 N·cm, 2A, 1.8°, 4-проводный, 48 мм)	×5

Необходимые инструменты

Дрель
Угловая шлифмашинка (болгарка)

Программное обеспечение

Arduino IDE

Slic3r

Printrun (Pronterface)

О проекте

Видео на YouTube

Полное описание проекта — в моём YouTube-видео.

Приложен 26-страничный PDF с количеством деталей и их размерами. Скачайте его во вкладке «Custom parts and enclosures».

Примечание: Все ссылки на покупку — нереферальные. Покупайте там, где дешевле. Любые вопросы — в комментариях.

Электрические компоненты

• Arduino Mega 2560 — 1 шт.
• RAMPS 1.4 — 1 шт.
• Оптические концевики — 3 шт.
• Шаговые двигатели NEMA 17 — 5 шт.
• PCB нагревательный стол — 4 шт.
• Хотэнд E3D v6 — 1 шт.
• Драйверы A4988 — 4 шт.
• Блок питания 12V/20A — 1 шт.

Механические компоненты

• Алюминиевый профиль 38×38×2 мм
• Акриловые листы 3 мм
• Стальной стержень Ø12 мм × 696 мм — 2 шт.
• Стальной стержень Ø8 мм × 562 мм — 2 шт.
• Стальной стержень Ø8 мм × 507 мм — 2 шт.
• Алюминиевый лист 3 мм
• Подшипники SC8UU 8 мм — 8 шт.
• Подшипники SC12UU 12 мм — 4 шт.
• Валы SK12UU — 4 шт.
• Валы SK8UU — 4 шт.
• Опорные подшипники KP08 8 мм — 2 шт.
• Винт T8 8 мм с гайкой 500–550 мм — 2 шт.
• Муфты 5→8 мм — 2 шт.
• Шкивы GT2 20 зубьев для 5 мм — 2 шт.
• Крепёж NEMA 17 — 2 шт.
• Экструдер — 1 шт.
• Пластик PLA 1.75 мм — 1 кг
• Ремень GT2 — 4 м

Краткое описание электрических компонентов

• RAMPS 1.4 — плата расширения для подключения концевиков, драйверов, нагревательного стола, хотэнда к Arduino.
• Оптический концевик — срабатывает при достижении осями XYZ крайних позиций. Есть нормально открытые и закрытые типы; можно использовать механические.
• NEMA 17 — 200 шагов на оборот (1.8° на шаг).
• PCB нагревательный стол — удерживает тепло, предотвращает деформацию (warping).
• E3D v6 — хотэнд с соплом 0.4 мм, термистор для контроля температуры.
• A4988 — драйвер: двигатели работают от 12/24V, ноги Arduino выдают 5V.
• БП 12V/20A — 5 двигателей по ~1.2А на фазу + остальная электроника → минимум 20А.

Начинаем!

Сборка рамы

Рама собрана по размерам из CAD-модели. Все размеры и количества в прилагаемом 26-страничном PDF. Размеры можно адаптировать под себя. Подробнее — в YouTube-видео.

Электромонтаж

Подключение выполнено по схемам (см. раздел «Схемы»). Основное питание — 12V 20A. Подробности в видео с 30:57 по 33:15.

Прошивка

Использовались Arduino IDE и прошивка Marlin.

• Arduino IDE: arduino.cc
• Marlin Firmware: marlinfw.org

Настройка прошивки показана в видео с 33:18 по 37:51.

Софт для 3D-печати

Open-source слайсеры: 3D Slicer, Slic3r, Ultimaker Cura, Repetier-Host. Я использовал:

• Slic3r: slic3r.org
• Printrun: pronterface.com

Работа в программах — в видео с 38:24 по 43:10.

Результат

Принтер готов. На фото — первая тестовая печать.

Программный код

• Marlin-1.1.x.zip (прошивка Marlin для 3D-принтера)

Marlin-1.1.x.zip Arduino

Нет превью (только скачивание).

3D-модели и чертежи

• Калибровочный куб 25 мм
• PDF: размеры рамы, список деталей и их количество (26 стр.)

Схемы

Схема подключения шаговых двигателей, RAMPS 1.4, Arduino Mega, концевиков, драйверов A4988.