Как сделать принтер из картона своими руками

Обновлено: 17.01.2025

3D-принтер – это устройство, воссоздающее физические объекты из пластиковых и металлических слоев. Формирование деталей происходит, путем наложения экструдером, расплавленных материалов друг на друга со связывающим клеем. Будущий объект сначала создают в графическом редакторе на компьютере, а затем печатающая головка по контуру обрисовывает 3D-модель. Проще говоря, принтер, распечатывает в реале виртуально-нарисованный макет.

Многим пользователям хочется иметь интересные приборы, но они им не по карману. 3D – принтеры, как раз из этой категории. Они открывают много возможностей для хобби, работы и бизнеса.

Справка! Сделать трехмерное устройство можно и своими руками, но это трудоемкий процесс, под силу людям, хорошо разбирающимся в электронике, имеющим опыт работы со станками и механизмами.

Преимущества самодельного 3D принтера перед покупным

Сборка самодельного 3D принтера теперь доступна каждому. Для этих целей нужно иметь немного инженерного образования, навыков программиста, затраченное время и некоторую сумму денег, примерно в 25000 руб. Для многих легче потратить 15-20 тысяч на готовую модель. Но из-за дешевого качества китайской сборки прибор прослужит недолго. Такая причина вполне оправдана.

Основным отличием покупного 3D принтера является то, что корпус сделан из акрила и фанеры. Это ведет за собой ряд неприятных последствий:

прибор нуждается в постоянной калибровке цветов;
положение неустойчивое, и качество печати ухудшается;
жесткая печать комплектующих.

Главное преимущество самодельных 3D-принтеров над покупными заключается в качестве рамы. Можно использовать стальной материал. Это придаст лучшей фиксации аппарату и увеличит срок его службы.

Использование в домашних условиях позволит самостоятельно изготавливать детали, которые можно делать только на станках. Например, создать корпус авто.

Справка! С помощью трехмерного принтера можно распечатать протез. А с учетом использования его дома, это будет стоить намного дешевле, чем в медицинских учреждениях.

Зачем собирать 3д принтер своими руками, и в чем его преимущество перед покупным, узнаете из этого видео:

Как собрать и сделать 3D принтер своими руками

Существует много разновидностей самодельных 3D принтеров. Одни формируют фигурки из гипса, другие печатают детали при помощи головки слоями. Есть варианты, формирующие предметы лазером или на полимере. Такие модели сложные в сборке и дорогие по цене. Да и предметы, изготовленные по этим технологиями, хрупки для того, чтобы их использовать в качестве запчасти для какого-либо прибора.

Для сборки трехмерного принтера своими руками понадобится набор следующих инструментов и навыков:

паяльник;
набор отверток;
шестигранники;
инструкция по сборке;
знания в электронике и инженерии.

Соблюдая простые правила, человек, обладающий вышеперечисленными инструментами и знаниями, сможет собрать прибор за короткое время.

Приобретение необходимых деталей и инструментов

В процессе сборки 3D-принтера понадобятся необходимые комплектующие:

Рама – главная часть прибора. От ее тяжести, качества и устойчивости зависит дальнейшая работа аппарата. Постоянная борьба с некачественной печатью, а также повышенные скорости в работе уйдут на второй план. Идеальным выбором станет стальная рама Российского производства, которая стоит примерно – 5000 руб. В эту стоимость входят необходимые элементы крепежа.
Направляющий вал. Он продается отдельно. Для сборки 3D принтера своими руками подойдет 1 комплект вала, который состоит из 6 деталей и стоит от 3000 руб. Для процесса необходимы полированные модели. От этого напрямую зависит качество печатаемых деталей.
Шпильки М5. Для сборки понадобится 2 штуки, цена одной – 200 руб. Их можно приобрести в любом строительном магазине. Они должны быть идеально ровными. Для проверки можно расположить деталь на стеклянной поверхности и катать ее. Ровное изделие гарантирует беспрепятственную прокатку.
Комплект подшипников, муфт и ремней. Это обязательные детали для сборки 3D принтера своими руками. Стоимость набора от 800 руб.
Механический ограничитель. Важная деталь, без которой не реализуется процесс эксплуатации. Стоимость 1 штуки – от 25 руб. Для процесса понадобится 3 экземпляра. Опытные мастера приобретают четвертый вариант – на запас.
Дисплей. Для сборки трехмерного принтера требуется монитор с картридером. Это необязательная деталь. Она нужна лишь при печати с компьютера.

В этом видео дается обзор комплектующих для самодельного 3D принтера:

Сборка механической части

Самостоятельная сборка – это трудоемкий процесс. Для его проведения не достаточно просто желания. На сборку 3D принтера уходит до 2 лет работы профессиональной команды. Для того, чтобы все действительно заработало, нужно быть предельно внимательным и соблюдать правила при сборке.

В сборке трехмерного принтера своими руками нет ничего сложного, если все запчасти будут приобретены и правильно установлены. Это касается деталей с электронным направлением.

Для процесса понадобится следующее:

RAMPS 1.4 – это основная плата 3D принтера, работающая на расширении Arduino. Именно к ней подключаются работающие модели, система и драйвера.
Arduino Mega 2560 R3 – это микроконтроллер, отвечающий за интегральные схемы и модули. Устройство достаточно просто подключать. Работает бесперебойно при правильной установке системы.
Драйверы А4988 – электронные компоненты, популярные драйвера шагового двигателя, работают от напряжения от 1 до 35 Вт.

Три эти детали обойдутся покупателю от 1100 руб. Важно иметь в виду то, что платы не подвержены горению, и не стоит покупать лишних деталей на запас.

В этом видео показана механическая часть самодельного 3д принтера:

Сборка радиоэлектронной части

Особенностью сборки трехмерного принтера своими руками является то, что в данном типе электроники должен функционировать «мозг». Таковой деталью является Arduino 2560 R3. Прошивка будет заливаться именно на этот элемент. Его легко спалить из-за неправильного подсоединения полярности, подключая концы или установки шагового двигателя. Для этого, важно, чтобы сборкой занимался человек, имеющий опыт в этой сфере.
Купить 3D принтер Creality3D Ender 3 177434034

Загрузка и установка программного обеспечения

Установка программного обеспечения не менее важна, чем предыдущие процессы. За работу моторов отвечают шаговые драйверы. Они имеют построечный резистор, который выставлен на нужный ток и не нуждается в накрутке. В качестве запасной платы лучше использовать Arduino MEGA R3. Понижающий регулятор необходим для защиты напряжения платы. К примеру, понижение проходит с 12 до 5 Вт. Электроника, используемая при сборке 3D принтера своими руками, очень капризная и часто выходит из строя.

Довольно сложный механизм принтера нуждается в программном обеспечении. Необходимо провести подготовительные работы. Для этого понадобится официальная прошивка от 3D—diy. Заливка программы осуществляется IDE Arduino 1.0.6. На дисплее отображается кнопка Auto Home, которую следует нажать после.

В гибкой и точной настройке печати применяют программу Cura Software. Она позволяет настроить степень заполнения объекта и другие параметры печати:

диаметр сопла;
температуру плавления пластика;
толщину слоев.

Все эти параметры влияют на качество печати и результат. Проект Marlin лежит в основе прошивки и находится в открытом доступе для пользователей. Прошивка распространена и подходит для разных устройств, и настройки производятся по-разному. Коррективы вносятся в зависимости от особенностей трехмерного принтера.

Тестирование и настройка трехмерного принтера

Важно убедиться в правильном подключении концевиков и полярности для шаговиков. В случае, если движения каретки проходят в противоположную сторону от нужной, необходимо повернуть клемму на 180 градусов. Если после всех правильно проделанных процедур остался неприятный свист, то возможно дело в шаговиках. Для этого подкручивают подстроечные резисторы.

Для первой тестовой печати понадобится не менее 50 минут. Далее будет происходить диагностирование проблем тестовой детали в сравнении с другими результатами идентичных моделей. Таким образом, можно будет определить, с чем связана проблема печати. К примеру, это из-за неправильной конфигурации компьютера или технических характеристик.

Печать

Первая печать считается самой важной, так как от ее показателей зависит качество подключения, сборки и подсоединения контактов своими руками. Рекомендовано печатать первые модели из PLA-пластика. Также можно использовать любой вид гибкого прута. Это наиболее простая модель для сборки, обслуживания и ремонта. Обладает высоким качеством в сравнении с другими изделиями. Из-за своей распространенности по этому материалу можно найти кучу информации, отвечающей на интересующие вопросы.

В печатном аппарате можно устанавливать сразу 2 экструдера или один с двумя головками. После проведения процесса калибровки необходимо распечатать образец 1x1x1 см. Если слои сильно сдвинулись, значит, есть проблема перегрева двигателей. Для решения используют двигатели A4988 с микрошагом 1/16, силу тока настраивают на наименьшей позиции. Для того, чтобы добиться большего качества, проводят прошивку принтера.

В этом видео показан первый пуск самодельного 3д принтера:

Полезные советы

Для правильной сборки важно соблюдать инструкцию по применению и советы опытных мастеров, которые были выявлены путем проб и ошибок:

В сборке 3D принтеров своими руками не используют подшипников типа 625z, которые отвечают за крепление торцевых опор.
Ходовые винты помогут избавить от колебаний при высокой скорости работающей головки.
При сборке каретки используют стальную проставку черного цвета, но ее нет в комплекте с рамой. На замену приходят пластиковые втулки, которые подойдут для этих целей.
Монтирование креплений концевика должно происходить к передней стенке. В случае ошибки модели будут пропечатываться зеркальным образом. Новая прошивка не исправит проблемы. Единственный выход – перепаять клемму.
Соединяя части RAMPS и Arduino не стоит забывать и бесперебойной работе принтера. Для этого ардуино отвязывают от питания с платы RAMPS. Диод, отвечающий за эту функцию, выпаивают или отрезают. Регулятор припаивается на входе питания и выставляется на отметке 5 Вт.

Совсем недавно мало кто задумывался о сборке 3D принтера своими руками. На данное время эта тема очень востребована. Специалисты научились изготавливать детали для аппарата самостоятельно. Преимущество самодельных моделей в сравнении с заводскими заключается в цене и лучшем качестве. Наиболее большую разницу можно разглядеть у китайских устройств.

Полезное видео

Как сделать 3д принтер своими руками на базе ардуино, узнаете из этого видео:

Хочу рассказать, как мы собрали 3д-принтер в домашних условиях, так сказать, из говна и палок. Это был школьный проект, который принес определенные плюшки в свое время.

Забегая вперед, покажу, на что оказался способен наш домашний принтер уже после некоторой эволюции. Но обо всем по порядку.

Модель реактивного двигателя на наших 3D-принтерах. Детали печатались и на версии 1, и на версии 2.

Как и зачем мы пришли к идее собрать 3D-принтер дома

Один хороший трудовик в школе обучал детей работе с деревом. В основном, это были разделочные доски и шкатулки. Изюминка изделий – декоративная резьба. Так вот, нашему трудовику удалось увлечь одного смышленого 9-классника моделированием в программе Компас 3D. А тот, в свою очередь, решил сделать благое дело – создать инструмент для печати в школе. Так родилась идея для исследовательской работы.

Перед нами стояла основная задача – создать 3D-принтер максимально дешево. В ход пошли подручные средства и запчасти от старой техники. Списанные принтеры были любезно предоставлены руководителем большой фирмы на безвозмездной основе (все же в наше время без знакомств и блата далеко не уйдешь). Кстати, благотворительность тоже еще не умерла – в процессе работы над проектом нашлись добрые люди, которые очень здорово помогли с нужным материалом, информацией и идеями.

P.S.: Наш проект не является коммерческим. Это чисто исследовательская работа, цель которой - ответить на вопрос: можно ли построить 3D-принтер, используя только простые бытовые инструменты, имеющиеся в наличии: электролобзик, бытовой лазерный принтер и минимум вложений. Принтер использовался как инструмент для дальнейших школьных проектов.

Процесс создания 3D-принтера

Наша работа была разделена на несколько этапов. Конструкция не раз переделывалась с целью улучшения качества печати, исправления ошибок, придания завершенного вида устройству. Этапы работы можно представить так:

Выбор кинематики (механизмы, приводящие в движение печатающую головку в пространстве по трем осям и экструдер, отвечающий за скорость, а также количество вдавливаемого пластика из печатающей головки ).

Выбор необходимой электроники.

Поиск нужных запчастей в недрах старой техники.

Разработка 3D-моделей и чертежей для принтера.

Сборка первой версии и тест (СТЕР-1).

Модернизация и сборка улучшенной версии №2 (СТЕР-2).

В целях экономии для осей Х и Y использовали мебельные направляющие. Размеры: 35х400 мм (ось X), 35х300 мм (ось Y). Они обеспечивают плавный ход кинематики и стоят недорого: около 70-80 р. за пару штук (в зависимости от размера).

Мебельные направляющие 35*300 мм

Для оси Z использована часть разобранного механизма от DVD-привода. Высота печати в связи с этим будет всего 4,5 см, но этого пока достаточно для печати подшипников скольжения из нейлона (будем использовать леску для триммера). В будущем ось Z переделаем на использование таких подшипников и увеличим высоту печати.

Необходимую электронику заказали на Алиэкспресс. Нам потребовались:

плата Ардуино Mega 2560 (плата);

драйверы шаговых двигателей drv8825;

экструдер в сборе e3d V6.

Разобрали списанную технику и добыли нужные двигатели, подшипники, каретки и другие детали.

сбор запчастей для принтера

Основные части устройства и стол решили делать из фанеры. Во-первых, есть хороший опыт работы с ней. Во-вторых, обходится недорого. Детали для 3D-принтера моделировали в Компас 3D. Чертежи распечатали на листах, перевели на фанеру, вырезали. Чтобы точнее переносить чертежи, использовали ЛУТ-метод (лазерно-утюжная технология), который применяется, в основном, при травлении плат.

Процесс переноса чертежей на фанеру

Далее был изготовлен временный боуден (устройство для подачи пластикового прутка). Для этого пришлось переделать двигатель по инструкциям в интернете. Также для него взяли латуневую шестеренку и сточили зубцы. Позже деталь была заменена на заводскую.

Собрали электронику. Прошили управляющую программу Marlin в плату, настроили прошивку. Прошивал с помощью Arduino IDE 1.8.7.

Крепление для экструдера изготовили также из фанеры.

Готовый экструдер в сборе перед покраской

Дополнительная информация:

Кинематика аналогична конструкции, которую применяют в ЧПУ, с неподвижным столом. Переделана из старых струйников HP (X, Y).

Концевики у нас самодельные – из кнопок от старых приводов CD/DVD (для осей X, Y).

Проводка выполнена из двух кабелей: VGA кабель от монитора и витой пары (фирменный патч-корд, новый). Витая пара использовалась для подключения двигателя по оси Х и концевиков по этой же оси.

Для оси Z использовали механические контактные из лазерного принтера. Вначале стояла временная каретка от DVD-привода, потом замоделировали и распечатали пластиком. Высота печати увеличилась с 4 см до 11 см.

На первоначальных этапах 3D-принтер выжрал бюджет в 4500 руб и выглядел так:

Принтер печатает, но с высотой в 4 см Конечный модернизированный вариант принтера с высотой печати 11 см

Как 3d-принтер запечатал

В промежуточной версии наш принтер заработал с областью печати 15х18х4 см (ширина*длина*высота). Всего 4 см по высоте. Это потому, что мы использовали каретку от DVD-привода для оси Z. В дальнейшем лишнее убрали и добавили небольшую платформу для крепления экструдера.

Ну и, конечно, фото первой распечатанной модели. Это еще было на первой версии боудена, двигатель не справлялся с леской (слишком скользкая, все-таки нейлон). Сейчас уже все нормально.

Печать производилась на холодном стекле, сверху попшикали лаком для волос.

Для пробы также напечатали часть светильника (литофания)

пластик без подсветки черно-белое фото при подсвечивании

Поясню для тех, кто вдруг не знает: литофания – это эффект изображения, который виден при подсвечивании. Достигается за счет разности толщины печати – чем толще участок, тем темнее на просвете. С виду выглядит, как невзрачный кусок пластика с контурами изображения, а при подсвечивании проявляется черно-белая картинка.

Модернизация и исправление недочетов

Все подробности описать в одном посте сложно, поэтому скажу об основных этапах и проблемах, которые возникали. Первая версия принтера СТЕР-1 была модернизирована следующим образом:

1. Боуден был заменен, так как работал некорректно. Заказали на Алиэкспресс стальную шестерню подачи пластика. После этого экструдер заработал нормально.

На данном этапе принтер стабильно печатал подшипники скольжения слоем 0,2 мм.

Параметры: слой 0.2, сопло 0.3 мм, 240 гр, скорость 30, откат отключен. Рыболовная леска 1.5 мм (44 руб за 50 м).

2. В дальнейшем уже распечатали смоделированные детали для новой оси Z. После этого высота печати должна стать 11 см.

3. Потом добавили обдув. Систему деталей печатали на нашем же принтере СТЕР-1.

Часть воздуховода

4. Промучились с кинематикой около недели (возникали проблемы) и добились новых результатов. Тестовая печать:

Гибкий кабель-канал для проводов нашего принтера. Сопло 0.3, слой 0.1, время печати 5 часов.

5. Сделали новый стол, так как было решено переделать систему регулировки.

6. Построили новую ось Z. Распечатали замоделированные детали пластиком PLA. Покрасили, собрали на строительной шпильке, установили. Высота печати на данном этапе была 40 мм.

7. В дальнейшем модернизировали ось Х. Замоделили и распечатали портал оси Х. На этом этапе возникла проблема – были допущены ошибки в расчетах. Пришлось перепечатывать крепление двигателя оси Х из-за смещения ремня.

Все заработало. На этом можно сказать модернизация закончилась.

Эволюция нашего 3D-принтера и рождение СТЕР-2

Мы уже было разрабатывали идеи для переделки кинематики с целью улучшения качества печати нашего принтера СТЕР-1, как на голову свалился неожиданный подарок. Я познакомился с директором фирмы по разработке и продаже 3D-принтеров. Вдохновившись нашей работой и благими целями, он подарил нам целых два корпуса ZAV и 700 гр. пластика.

Тут начался новый этап нашего развития, и родился новый усовершенствованный принтер СТЕР-2. Мы разработали новую конструкцию на подшипниках (так дешевле). В ход пошли остатки деталей от той самой старой техники, но необходимые детали уже распечатывались на полноценном 3D-принтере, а не на школьном. Имея за плечами хороший опыт и вложив около 7000 рублей в электронику, рельсы, пустив в ход призовой (об этом позже) и подаренный пластик, всего за 1,5 месяца мы создали СТЕР-2.

Собрали начинку, которая отлично вжилась в подаренный корпус.

Для проекта СТЕР-2 использован синий корпус

Установили нагревательный стол и сделали калибровку потока на принтере. Перекрасили корпус в черный цвет.

На данном этапе был начат новый проект: изготовили модель реактивного двигателя для олимпиады. Так как времени было немного, распечатку деталей разделили аж на 4 принтера, чтобы все успеть. Без дела не стоял даже СТЕР-1 из фанеры.

новый проект для школьной олимпиады

После этого уже доводили до совершенства внешний вид принтера СТЕР-2:

поставили дверцу, а также распечатали и установили ручку;

для дисплея замоделили и распечатали кожух;

сделали купол в 3D-принтере;

распечатали 4 ножки и установили их;

распечатали крепления для концевиков;

распечатали надписи и корзину для инструментов.

Напомню, что первая версия СТЕР-1 выглядела так:

Фото нашего 3D-принтера на школьной городской олимпиаде

В заключение

Много времени уже прошло с момента разработки и создания нашего принтера СТЕР-1. Свою функцию и предназначение он выполняет – на данный момент находится в ведении школьного трудовика и приносит пользу. Печатает он вполне сносно. Например, вот корпус для усилителя, напечатанный на СТЕР-1, который был собран из фанеры и старых запчастей.

Корпус для усилителя с MP-3плеером (стоит у меня дома)

Что нам дал этот проект в конечном итоге?

Наш школьный проект СТЕР-1 был успешно защищен на городской олимпиаде и прошел на республиканский этап.

Мы выиграли в конкурсе на 3dtoday в номинации “Самодельный 3D-принтер” и получили приз в виде 5 катушек пластика, которые нам очень пригодились для дальнейших работ.

На основе полученного опыта мы быстро собрали второй принтер СТЕР-2 с лучшим качеством печати. Корпус и пластик были подарены фирмой, которая оценила и поощрила наш труд.

Мы выполнили еще один школьный проект для олимпиады (модель реактивного двигателя).

Надеюсь, что наш опыт пригодится другим людям. Возможно, для создания собственного принтера или как идея для исследовательской работы в старших классах. Если будут вопросы, задавайте - ответим, уточним, подскажем.

Бюджет на СТЕР-1: в общей сложности до 6000 руб.

Время изготовления: примерно 3 месяца.

Бюджет на СТЕР 2: около 7000 руб.

Время изготовления: примерно 1,5 месяца.

На данный момент было решено СТЕР-2 разобрать и на его основе собрать новый 3D-принтер Uni для домашней печати нашему уже 11-класснику.

Выбор и покупка деталей

Какой бы ни была выбранная конструкция, вам понадобится стандартный комплект основных компонентов:

Набор проводов и винты, чтобы собрать 3D-принтер своими руками.
Корпус аппарата или металлическая рама для принтеров открытого типа.
Блок питания на 12В.
Комплект электроники (зачастую Arduino Mega 2560 R3 + шаговые драйверы).

Обратите внимание! Чтобы сэкономить при покупке на AliExpress, используйте сайты, предоставляющие cashback. Фиксированный процент от каждой покупки будет возвращён на личный счёт после подтверждения заказа. Деньги с этого счёта вы сможете вывести на карту или кошелёк электронной платёжной системы.

Сборка корпуса

Чтобы сделать корпус трёхмерного принтера, подойдёт любой материал достаточной жёсткости, поставляемый в листах. Первым делом следует смоделировать конструкцию или найти готовую схему в Интернете. После этого можно приступить к вырезанию отдельных деталей. При наличии электролобзика или другого инструмента для резки такую работу можно выполнить самостоятельно. Если нужных инструментов нет, рекомендуется заказать услуги лазерной резки.

Для работы с ABS-пластиком предпочтительна закрытая конструкция устройства, сохраняющая высокую температуру в камере. Быстрое или неравномерное застывание такого пластика может вызвать трещины или привести к осаждению печатаемой модели. Если же вы планируете использовать принтер для печати при помощи полилактида (PLA), используйте открытый корпус или предусмотрите возможность его открытия. Печать этим типом пластика требует отвода тепла и постоянного охлаждения.

Для корпуса 3D-принтера подойдут листы толщиной 6 мм. В зависимости от выбранного материала, они могут быть прозрачными или нет. При недостаточной жёсткости конструкции установите алюминиевые или стальные уголки по бокам. Также можно сделать корпус из небольшого телекоммуникационного шкафа или другого предмета. При наличии второго 3D-принтера детали корпуса нового устройства можно распечатать на нём. Самые популярные материалы, применяемые для создания каркаса своими руками:

МДФ;
Фанера;
Монолитный поликарбонат;
Акрил.

Важно! Корпус из фанеры хорошо гасит вибрацию, возникающую при печати.

Установка деталей и окончательная сборка

После изготовления корпуса нужно установить компоненты принтера и настроить работу электроники. При сборке важно соблюдать правильную последовательность установки деталей. Учитывайте, что в процессе работы устройства может проявляться вибрация. Все винты должны быть хорошо затянуты, а основные компоненты аппарата необходимо прочно зафиксировать. По окончании сборки проведите пробную печать на созданном 3D-принтере.

Важно знать! Как правило, окончательная стоимость 3D устройства, сделанного своими руками, составляет 20-30 тысяч рублей.