注明:
1、并非表達(dá)3d打印機(jī)成本有多底,這里制作的是一個(gè)技術(shù)原型,并非意義上的產(chǎn)品,技術(shù)原型目的是為了驗(yàn)證技術(shù)的可行性和產(chǎn)品的定義完全不同。小白們不要斷章取義!
2、文章內(nèi)涉及的專業(yè)知識(shí)小白不懂的可以自行百度,這里不多做解釋。
3、由于是技術(shù)原型,非常丑陋,所以原型設(shè)備不配圖片。
優(yōu)點(diǎn):光固化的入門好選擇,提升硬件效果不會(huì)輸,打印尺寸沒(méi)有硬限制,性價(jià)比超級(jí)高!
缺點(diǎn):急性子克星,慢到?jīng)]朋友!
400元能干嘛?可以做一臺(tái)入門的光固化3D打印機(jī)! 沒(méi)看錯(cuò)。他并不是一個(gè)產(chǎn)品,只是作為愛(ài)好者的一個(gè)DIY 設(shè)備。
一、選擇技術(shù)類型
如何控制成本實(shí)現(xiàn)400元(不包括材料)就做出一個(gè)光固化的3D打印機(jī)原型設(shè)備呢?首先需要我們來(lái)選擇采用哪種技術(shù)。
光固化最主流的是DLP 和SLA 技術(shù),但是這兩個(gè)技術(shù),硬件成本都太高了。
DLP光路可以采用成品投影儀,或者微型投影儀進(jìn)行改造。
不過(guò)一個(gè)投影的成本都到了幾千塊,還不算其他硬件,所以“怕死”掉!
SLA需要的掃描振及控制卡一套下來(lái)也遠(yuǎn)超預(yù)算。舍棄!
LCD也不能考慮,液晶屏并不太貴,但是led的紫外燈珠加電源可不便宜。另外13年的時(shí)候做過(guò)這個(gè)技術(shù)的原型。里面有些問(wèn)題還沒(méi)吃透。所以這次不考慮。
剩下最后一個(gè)技術(shù),基于FDM的傳動(dòng)方式的光固化技術(shù),這個(gè)技術(shù)目前大家看到的很少,但是業(yè)內(nèi)專業(yè)的公司也用這個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)專業(yè)設(shè)備。
簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是FDM的3D打印機(jī)擠出機(jī)換成了激光器,X、Y、Z三軸傳動(dòng)方式和FDM一樣的。
就選擇這個(gè)技術(shù)原理。主要是因?yàn)橛布浼菀撰@取,可以很好控制成本。
二、選擇原型結(jié)構(gòu)
打印結(jié)構(gòu)
確定了技術(shù),下面就是考慮用那種打印結(jié)構(gòu),主流打印結(jié)構(gòu)有兩種,上升結(jié)構(gòu)和下沉結(jié)構(gòu)。兩個(gè)結(jié)構(gòu)各有優(yōu)劣。
上升結(jié)構(gòu)不需要太多樹(shù)脂材料即可打印,但是要解決脫膜(脫層)的問(wèn)題
下沉結(jié)構(gòu)沒(méi)有脫模的問(wèn)題,但是需要很多的樹(shù)脂。
對(duì)我來(lái)說(shuō)并不用擔(dān)心樹(shù)脂材料的問(wèn)題,反而上升結(jié)構(gòu)樹(shù)脂池和離型膜需要增加成本,而且會(huì)成為消耗品,所以我選擇了下沉結(jié)構(gòu)。
傳動(dòng)方式
皮帶傳動(dòng)不考慮,做起來(lái)復(fù)雜、定位精度太不穩(wěn)定。
絲桿傳動(dòng),因?yàn)樵驮O(shè)備不用在意打印尺寸的幅面大小,所以直接選擇光驅(qū)絲桿來(lái)節(jié)省成本。
三、成本控制
OK!技術(shù)原理和打印結(jié)構(gòu)都確定了。下面就確認(rèn)硬件清單了,看我如何做到400元的成本。
光驅(qū)絲桿 X3 約90元
405激光器 X1 約30元
電源 X1 約40元
主板 X1 約150元
電線 若干 約10元
限位開(kāi)關(guān) X3 約10元
亞克力外殼 X6 約30元
不銹鋼杯子 X1 約20塊
小結(jié)構(gòu)件 主要是3個(gè)軸用,自己動(dòng)手,鍍鋅板裁剪折彎。
打印網(wǎng)臺(tái) X1 鋁板自己打孔
共計(jì)約400元。
粗略包括快遞郵費(fèi)。其他焊錫、端子零零碎碎不算了。
下面是詳細(xì)的說(shuō)明
光驅(qū)絲桿: 3mm的光驅(qū)絲桿,導(dǎo)程3mm,有效行程60mm。電機(jī)是步進(jìn)的18度,可以計(jì)算出來(lái)一步精度是0.15mm 再算上驅(qū)動(dòng)器的16細(xì)分,精度將就能用。激光器: 405波段紫外激光,由于傳動(dòng)速度慢所以20mw就夠用。將驅(qū)動(dòng)器與激光分離了這樣激光整體更小巧。
電源: 12V10A夠用就行,電源適配器其實(shí)更好。
主板: RAMPS 1.4 ,選了屏幕這樣可以脫機(jī)。
電線: 不啰嗦。
限位開(kāi)關(guān): 不羅嗦。
亞克力外殼: 6個(gè)面,約160mm X 160mm X 200mm
不銹鋼杯子: 用來(lái)做樹(shù)脂池。
小結(jié)構(gòu)件: X與Y軸固定的結(jié)構(gòu)件、Z軸固定網(wǎng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)件。
打印網(wǎng)臺(tái): 3mm鋁板 40mmX40mm 手動(dòng)電鉆打孔。
四、原型設(shè)備參數(shù)
激光器:405波段 20mw 激光器
打印尺寸:55mmX55mmX55mm
激光光斑: 小于0.1mm
細(xì)節(jié)精度:XY軸小于0.1mm、Z軸0.08-0.12mm
定位精度:XYZ三軸約0.01m
主板:mega2560,電機(jī)芯片4988
外觀尺寸:約160mm X 160mm X 200mm
由于沒(méi)有單反相機(jī),所以照片細(xì)節(jié)不是很清晰。
初次調(diào)機(jī)打印
(層厚0.1mm) 第一次打印是為了匹配樹(shù)脂,所以使用的速度比較慢,打印出后細(xì)節(jié)擴(kuò)散非常嚴(yán)重,穿透深度也非常大。
(層厚0.1mm) 由于我有很多不同的材料,所以不著急調(diào)硬件參數(shù),直接換其他材料試一下。 黑色材料擴(kuò)散問(wèn)題可以控制了,但是表面非常糟糕。
調(diào)試打印
在經(jīng)過(guò)初次打印后,基本上對(duì)原型設(shè)備的狀態(tài)有了一個(gè)了解,接下來(lái)就可以使用正式的樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行測(cè)試調(diào)機(jī)了。
打印測(cè)試的時(shí)候可以選擇自己經(jīng)常打印,并且非常熟悉的模型,這樣你更容易判斷打印效果。 一般我使用灰色的樹(shù)脂進(jìn)行打印測(cè)試,因?yàn)榛疑菀妆孀R(shí)模型細(xì)節(jié)。
(層厚0.05)
根據(jù)之前的打印測(cè)試,將激光的一些參數(shù)進(jìn)來(lái)了調(diào)整。 表面非常光澤,但是表面細(xì)節(jié)有一些丟失。
(層厚0.075) 軟件參數(shù)調(diào)整后,細(xì)節(jié)比之前的好一些。
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