Mechatronics Exercises

Workspace Navigation

3D-tulostin

Versions Compared

Key

  • This line was added.
  • This line was removed.
  • Formatting was changed.

...

Ongelmaan löytyi ratkaisu lisäämällä nostokelkkoihin linjaavat tefloniset liukulaakerit ja laakeroimalla kierretangon yläpää paikalleen. Lisäksi vaihdoin messinkiset mutterit POM-muovista valmistettuihin tarkkuusmuttereihin. Kokeilin myös useita erilaisia moottorin kytkimiä, mutta lopulta päädyin takaisin kiinteisiin kytkimiin siinä vaiheessa kun Z-akselin uudet kierretangot muttereineen oli niin hyvin linjassa, ettei joustavia kytkimiä tarvittu. Samalla kun uudet nostokelkat piti joka tapauksessa tulostaa, oli hyvä vaihtaa tulostusmateriaalia. Alun perin kelkat oli tulostettu PETG:stä, jolla on muunmuassa hyvä lämmönkesto, UV-valon sieto ja sitä oli mahdollista tulostaa koululla. Viimeiset versiot tulostin jo omalla printerillä ABS:stä, joka on jäykempää kuin PETG ja omaa vielä paremman lämpötilan keston. Muutenkin PETG:n pieni jousto vaikuttaa rungon jäykkyyteen, joten ABS on hyvä korvaaja ensimmäisen version paloille.

Vasemmalla valmiit Z-akselit. Keskellä nostokelkasta voi huomata vanhalla printteriversiolla tulostusjälkeen tulleen Z-wobblen. Oikealla moottorin kytkin ja Z-akselin rajakytkin.


Ylempänä nostokelkkojen eroja. Harmaassa, uudemmassa, kaapelille on ohjuri ja Z-akselin ruuville liukulaakeri. Myös ruuvin kytkin on  päivitetyssä versiossa kiinteä. Oikealla näkyy alkiperäinen nostomutterin kiinnitys, Alimpana kierretangon yläpään laakerointi.


Koko tulostinprojektin ongelmallisin yksittäinen komponentti on alusta asti ollut itse tulostusalusta. Sen lisäksi, ettei se osteasssakaan ollut täysin tasomainen, se myös lämmetessään laajenee ja vääntyilee. Kuitenkin ensimmäinen vaihe Y-akselin parannuksessa oli päivittää tulostusalustan vaneriset liukupalat ja käsin pellistä tehty kiinnityslevy kunnollisiin ratkaisuihin. Näin ollen päädyin koneistamaan alumiinista kiinnityslevyn, johon hankin lineaarilaakerit. Myöhemmin päädyin vielä vaihtamaan lineaarilaakerit teflonisiin liukulaakereihin, sillä niistä ei aiheudu tärinää tulostusalustaan, toisin kuin kuulilla liikkuvista lineaarilaakereista. Liukulaakerit ovat myös hiljaisemmat.

...

LCD-näyttö oli yksi ensimmäisistä lisäyksistä printterin elektroniikkaan. Sen avulla on mahdollista kontrolloida tulostinta ilman tietokonetta. Näytön avulla voi myös tallentaa Marlin-ohjelman parametrimuutoksia suoraan Arduionon EEPROMiin. Tämä on hyödyllistä, kun testaillaan tulostusnopeuksia, tarvitsee muuttaa askel/mm lukeman arvoa tai säätää muita vastaavia muuttujia. LCD-näytön perustilassa näkee myös tulostimen tilan, tulostusaika-arvion, akseleiden positiot ja lämpötilat.

Image Added

Näytön päänäkymä

Toinen erinomainen lisäys on BLTouch anturi, jolla korvataan Z-akselin rajakytkin. Anturi kiinnitetään X-akselin kelkkaan, jonka mukane se tietysti liikkuu. Anturissa on sähkömagneetilla liikuteltava kara, joka laukaisee tietyssä pisteessä itse anturin. Marliniin asetetaan anturin etäisyys suuttimesta XY-tasossa, sekä anturin laukaisupiste Z-akselin suuntaan. Laukaisupiste asetetaan suuttimen tasoon, helpoiten se onnistuu testaamalla. Koska anturi on kiinnitetty X-akselin kelkkaan ja se sen vuoksi liikkuu myös Z-akselin suunnassa, anturilla saa ensiasennuksen jälkeen automaattisesti oikean Z-akselin nollatason tulostamista varten, eikä mekaanista ja itse säädetävää raja-kytkintä tarvita. Anturi helpottaa tulostimen kalibrointia merkittävästi. Sitä voi myös käyttää niin sanottuun Mesh Bed Levelling -toimintoon, jossa tulostusalustasta mitataan jokin määrä pisteitä ja niiden avulla voidaan ekstrapoloida alustan tasomaisuus. Sen kautta ohjelma voi muodostaa korjausmatriisin, jolla tulostin kompensoi alustan epätasaisuutta.

BLTouch -anturi mittaa vasemmalla alustan korkeutta, ja oikealla on valmiustilassa.

Yhteenveto

Tulostimen päivitys kunnolliseksi vei kaiken kaikkiaan kymmeniä, ellei jopa satoja tunteja työtä. Suunnittelu vei ajasta leijonan osan, hienosäätämisen ja uusien ongelmien selvittämisen tullessa hyvänä kakkosena. Viimeistelevänä silauksena pitäisi vielä tulostaa kotelointi ohjauselektroniikoille. Niiden lämpötila pysyy tosin paremmin hallussa ilman koteloa, joten en ole sen kanssa pitänyt kiirettä.

...