ZiZii自制闭环线轨版Ultimaker2(UM2)3D打印机

其实我不太想码字,先上4秒钟视频:

家里已有一台珍妮极简版3D打印机,个人认为这种结构(UM2)是3D打印机各种结构中比较科学的一种,其他的结构可自行研究“三角”、“Makebot(MB)”等。
UM2结构对光轴的要求很高,而且光轴承担了直线和旋转两种运动,感觉不爽,所以就自己做了线轨版本的UM2结构3D打印机,下面自己看图了。

线轨
UM2结构将使用8跟线轨(9-12mm线轨皆可)做直线运动,4跟光轴(6-10mm光轴皆可)做旋转运动,有条件建议使用THK、IKO等二手线轨,CPC线轨质量较差。
东方闭环套装
东方42闭环步进电机套装,步进电机型号ASM46AK,驱动ASD18A-K,支持500-10000分辨率。
闭环对3D打印机来说其实并不是很重要,虽然号称永不丢步,不过就算纠正过来模型也基本毁了。
闭环步进电机
这是闭环驱动套装的正面照,另外挤出机不可以用闭环,因为挤出挤不动的情况太常见了,基本是无法纠正的100%驱动会报错保护停机,所以挤出机我用了东方的5相42步进电机(20细分驱动)。
猫版控制板
猫版3d打印机控制板,目前还是比较小众的主板,也是珍妮机用的主板,该主板兼容rp1.4、UM2等机型,支持u盘和sd卡,320×240分辨率触摸,五向导航,支持自动断电(专为夜间打印设计),一键开关机等,个性化UI设计,特别是后期固件增加对限位电位设置(支持光电限位)、步进电机方向设置等DIY支持。该主板使用24v电压,其他配件也建议采购24v的。
驱动转接板
外接步进电机驱动转接板,淘宝找的,6线的,脉冲+-,方向+-,使能+-,这种板子兼容性较好,之前用过4线的那种,GND,脉冲+,方向+,使能+,使用过程中发现使能端口一但连接就会死机。
补充一点,转接板上有3个指示灯闪烁的时候挺好看的。
基本框架
设计打印尺寸200*200*200,最后实际尺寸185*185*165。
闭环电机太长了占了不少地方。
铝型材使用起来非常方便,当然组装的时候对精度要求比较高,事实上精度是很难保证的,没办法,没加工中心,先用铝型材顶着了。
铝型材使用起来非常方便,当然组装的时候对精度要求比较高,事实上精度是很难保证的,没办法,没加工中心,先用铝型材顶着了。
十字结构
早期使用E3D打印头,固定方式为型材90度连接板。
底板结构
准备放置加热板的框架,三点支撑,Z轴1205滚珠丝杆,左右加12mm线轨固定,整个呈丁字形结构。
Z轴传动
因为Z轴比较长,所以用同步轮传动节约一点地方,GT2的皮带,标准件。
背部驱动半成品
4套闭环驱动,后期E轴换了5相。
电路局部图
我把所有的电路除了电源都放在背面了,因为外接驱动都很大,所以底部是放不下的。
白色的就是猫版主板,图上还是4线的转接板,后来换为6线那种了。XYZ用的闭环驱动,E还没改5相。
线轨固定
线轨固定打印件,线轨靠山为9mm带翅膀铝型材,打印机突出的一块为光电限位遮光板。
细节图
十字线轨固定在9mm带边的铝型材上面,固定件是珍妮机打印的,好在有多一台打印机,不然完全无法开工。
挤出机用的普通便宜货,100以下的速度还行,200的速度挤出机就跟不上了。
初步测试
最开始用的E3D的打印头,没有风扇,打印ABS还好,打印PLA惨不忍睹。
整机照片
刚装完的整机,看上去还不错,用的二手明伟电源,不过因为电源漏电,烧了USB芯片,还好主板保修。
后期换了全新的明伟24v14A超薄电源(淘宝150左右),使用正常。
E3D头打印鸟笼
早期使用的E3D打印头,因为没有风扇,所以拉丝严重。
UM2打印头改进
标准的UM2打印头是无法直接固定在线轨上的,所以这里用了E3D的快接部分连接到UM2的散热铝片上,上方的光轴连接部分不要了,改用加长螺丝直接固定在铝型材上。
最终十字结构
最终采用了UM2标准的打印头,有了风扇,打印PLA效果立即提升一个档次。
成品展示(鸟笼)
换了UM2标准打印头以后打印的鸟笼,0.1层高,图片未处理,效果满意。
闭环电机细节
东方42闭环步进电机屁股照,虽说是二手的,成色还不错,力量各方面都刚刚的。
整机正面图
最终的正面照,屏幕外壳自己用solidwork画的,热床暂时用的最普通的24v110w热床,面上压了一块200*214的膨化玻璃。
整机顶视图
可以清楚的看到传动结构,6根9MM线轨构成了UM2的直线运动,4根8mm光轴完成同步带旋转运动。
整机背面展示
最上面的驱动为韩国的一款5相驱动,型号好像是奥托尼克斯KR-5MC之类的,20细分,还不错,发热可接受。
整机背面图2
外接驱动转接板的灯蛮好看吧,三块大的驱动就是东方的闭环驱动,最上面那块小的驱动就是5相驱动。
热床坦克链
热床由于经常上下运动,出线用坦克链固定,坦克链用的15*20的规格。
挤出机细节
如果要打印200以上的速度,减速挤出机是必备的,淘宝上有不少减速挤出机,最终选了胖子的双轮减速挤出机,测试效果非常好,就是价位比一般挤出机高出一大截。
挤出步进电机背部加了散热片(电机螺丝固定),下方接了一个5v的风扇强制散热。
挤出机细节2
换个角度看看挤出机,设计是比较先进的,POM传动轮仅仅在快速回抽时候有点声音,平时非常安静。
成品展示(大象)
打印时间大概3个小时,0.1层高无裙边无支撑,效果比较满意,基本看不到层纹,关节活动顺畅。
打印的花瓶
成品展示,打印的花瓶,0.1层高,打印速度150,效果不错。
线轨机用到的模型库
线轨机用到不少的打印件,都需要自己建模,如果没有这些打印件,自制打印机可能就无法实现了。