【大風(fēng)車】挖地三尺，從零開始搭建3D打印機(jī)，最穩(wěn)最快的機(jī)器！

本文獲得作者【大風(fēng)車】授權(quán)發(fā)布，支持開源！支持共享！ 看帖不回帖，可恥可恥。
    【導(dǎo)讀】不管未來的3D打印發(fā)展的怎么樣，當(dāng)下已成為最熱門的話題之一。媒體宣傳已經(jīng)有段時(shí)間了，不少的人群開始沉靜下來認(rèn)真突破3D打印技術(shù)，以迎合在大肆宣傳之下的饑渴需求。當(dāng)初作為一個(gè)小白的我第一次購買了一臺(tái)國產(chǎn)的3D打印機(jī)和之后發(fā)生的事情，徹底改變了我對(duì)當(dāng)下3D打印的認(rèn)識(shí)。
      沖著對(duì)3D打印機(jī)的熱愛，花了我2個(gè)月的積蓄買了臺(tái)國產(chǎn)牌子機(jī)器。機(jī)身透明亞克力，看起來好像也不復(fù)雜的樣子，突然到手這么個(gè)先進(jìn)的裝備，不知如何下手（廠家沒有提供使用說明之類的任何東西）。于是去找資料，當(dāng)時(shí)還不知道這個(gè)機(jī)器是makerbot replicator兼容機(jī)，于是問廠商要資料。開始了很無語的被怠慢，被猜測(cè)和被推脫的過程。這讓作為一個(gè)改行軟件的電子工程師的我很無奈，不就些電機(jī)啊，傳動(dòng)啊，電路板啊，固件之類的東西嗎，相信RepRap上有不少這樣的開源資料，果斷退貨！��！之后便誕生了我的從零開始搭建3D打印機(jī)的想法，于此之后我開始了DIY的坑路（PS：最坑的一次，買來的光軸是彎的，幾經(jīng)調(diào)試后來出發(fā)現(xiàn)的。。。）。

——————————華麗麗的切割線——————切掉賣我機(jī)器的 JJ————

      順便提下我對(duì)3D打印的個(gè)人見解，3D打印要普及需要做到3步：
      1.機(jī)器穩(wěn)定，操作簡單方便，做到3D模型的所見即所得；
      2.機(jī)器和耗材價(jià)格便宜，大眾消費(fèi)的特點(diǎn)；
      3.豐富的應(yīng)用市場(chǎng)，也就是利用好3D打印機(jī)作為工具創(chuàng)造出來更多的價(jià)值。

     現(xiàn)實(shí)情況是這樣的：
     1.大家對(duì)3D打印機(jī)的興趣很高，入門級(jí)選手海量，從入手3D打印機(jī)到使用得心應(yīng)手有天朗之別，包括機(jī)器校準(zhǔn)，軟件切片和打印機(jī)控制的諸多專業(yè)技術(shù)都是需要使用者掌握的。
    2.有幸你成為一個(gè)能夠熟練使用3D打印機(jī)的人，這也只是一小小點(diǎn)的勝利，還有后面的很多坑等著。模型的復(fù)雜度和大小需要軟件的某些項(xiàng)設(shè)置的，假如沒有琢磨透，照樣打個(gè)稀巴爛的模型出來。。。同時(shí)還有耗材坑，校準(zhǔn)坑。。。
    3.應(yīng)用市場(chǎng)？大家一起來開3D打印館吧！好了，加盟吧，幾十上百W的投資下去，制造出來的人像需要銷售1K以上，而且不能保證盈利。。。3D打印，它能做什么？好像什么都能，但是究竟等作出什么應(yīng)用呢，好像就那么些。。。


關(guān)于機(jī)型：我喜歡XYZ結(jié)構(gòu)的中規(guī)中矩。
關(guān)于速度：我喜歡快的，但是要保證質(zhì)量。
關(guān)于成型尺寸：我喜歡大的。

————————切割線————————DIY達(dá)人跟我一起切——————

【正文】

鑒于目前最流行的XYZ結(jié)構(gòu)的Ultimaker和Makerbot replicator的廣泛認(rèn)可和資料的措手可得。

集2大機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)，直接利用Makerbot Replicator的框架樣式，Ultimaker的遠(yuǎn)程高速。

改進(jìn)成我的機(jī)器，將做到Makerbot Replicator的空間擁有比Ultimaker2更寬的成型面積。

Ultimaker 正面

Ultimaker背面

Makerbot Replicator正面

我DIY的機(jī)器

打印效果：

由于第一臺(tái)樣機(jī)做的時(shí)候沒有留多少照片，機(jī)器效果能出這么好我感到很欣慰。我準(zhǔn)備重新另做一臺(tái)一樣的機(jī)器，并把資料完善。需要跟我做的人頂下貼，可以給我發(fā)郵件 QQ群258934048。

成型體積：300mm*200mm*200mm

最高打印速度：250mm/s

打印方式：USB，SD脫機(jī)

噴頭數(shù)量：1只

噴嘴直徑：0.4mm

主板：RAMPS1.4 + Arduino2560

支持軟件：JennyStudio,Cura,Slic3r+Printrun,kisslicer,MatterControl,Skeinforge等

模型格式：STL / OBJ / DAE / AMF

其他功能：LED照明，平臺(tái)加熱

      談?wù)剣鴥?nèi)的開源吧，環(huán)境非常的不好。
     1.開源，確實(shí)是個(gè)好東西，但在國內(nèi)山寨無敵的情況下要做好開源和堅(jiān)持開源是件不容易的事情。堅(jiān)持一個(gè)開源項(xiàng)目的運(yùn)作，讓它有可追溯性，吸引更多的人來完善項(xiàng)目，依靠群眾的力量豐富和改進(jìn)項(xiàng)目更是艱難，因?yàn)椴恢�道哪一天，JS們就直接用來賺錢。這個(gè)死區(qū)我們不會(huì)踏進(jìn)，也不會(huì)炒作開源項(xiàng)目然后無恥的像群眾身上牟利。話說回來，能夠被人復(fù)制拿來賺錢也是種榮幸。。。

     2.開源質(zhì)量，能做全套的很少，從筆者DIY Ultimaker的一路坑來后不經(jīng)感嘆，老外的開源無需用神一樣的膜拜禮儀，需要用客觀的心理去對(duì)待，考個(gè)資料下來開源的資料后并不是自己東西，需要我們?nèi)ハ�化和吸收�?br />
    3.自己動(dòng)手的難度，并不是國人的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力不夠強(qiáng)，而是條件實(shí)在是惡劣，老外的開源圖紙一般會(huì)用些國際標(biāo)準(zhǔn)不說，就算有替代品找到了，質(zhì)量無從保證，呵呵，說不定那里坑我們一下我們就要各種排查和調(diào)試。并且這質(zhì)量好不好，無法從價(jià)格上體現(xiàn)出來，價(jià)格貴的也無法保證質(zhì)量沒問題，便宜沒好貨也未必。只是玩DIY就是要經(jīng)得起各種坑和各種試，這需要堅(jiān)持不懈的努力，和 很好的耐心。

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【正文】電路部分：
方案：RAMPS1.4 + Arduino2560（目前最成熟性價(jià)比最高的方案）

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JennyPrinter的由來：正如上文中筆者提到的要自己玩轉(zhuǎn)好3D打印機(jī)真是不容易，資料不全，無法自己隨意改進(jìn)，各種不爽。于是心生從零開始搭建的念頭，發(fā)現(xiàn)一路坑下來還真長進(jìn)了不上知識(shí)。之后我就在考慮用什么方式來分享我的坑路，讓大家玩轉(zhuǎn)3D打印不再那么辛苦，牛頓說過他站在別人的肩膀上，我說，當(dāng)今世界，需要你站我肩膀上我也站你肩膀上。

受LFS（Linux from Scratch，就是一種從網(wǎng)上直接下載源碼，從頭編譯LINUX的安裝方式）的啟發(fā)，我們開始設(shè)想JennyPrinter的開源計(jì)劃，我們會(huì)更新硬件軟件和固件，我們不當(dāng)廠商，也不賣機(jī)器，通過發(fā)布一系列的版本來指導(dǎo)大家如何組建自己的3D打印機(jī)。

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【正文】電路板認(rèn)識(shí)：
1．左上角的這塊是Arduino Mega 2560，相當(dāng)于電腦的主板，搭載了處理3Ｄ打印程序的ＣＰＵ；
2. 中間這塊是RAMPS1.4,這個(gè)是個(gè)擴(kuò)展板，將Arduino Mega 2560的管腳擴(kuò)展到更大空間，以方便接線，上面還有驅(qū)動(dòng)部分電路。
3．液晶控制模塊，這個(gè)最好配下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，USB先鏈接電腦打印主要存在2大問題，電腦開機(jī)不死；串口線不出錯(cuò)。用CURA的朋友們經(jīng)常會(huì)遇到打印中途停止打印，換ＳＤ卡打印就好了。

Arduino2560：它最大的特點(diǎn)就是具有多達(dá)54路數(shù)字輸入輸出，特別適合需要大量IO接口的設(shè)計(jì)。Mega2560的處理器核心是ATmega2560，同時(shí)具有:54路數(shù)字輸入/輸出口。程序燒寫只需插入U(xiǎn)SB，電腦驅(qū)動(dòng)安裝好后在資源管理器中會(huì)分配一個(gè)COM口。下載固件需要使用Arduino IDE。

RAMPS1.4：采用A4988步進(jìn)控制芯片，支持短路保護(hù)和步進(jìn)可調(diào)（由于筆者買的A 4988還未到貨，暫時(shí)沒有插上）。
LCD控制單元：全名為Ramp1.4 2004LCD 主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面交互和ＳＤ卡脫機(jī)打印。右邊的２根是ＬＣＤ控制單元和ＲＡＭＰＳ１．４的連接線。

溫度傳感部分采用NTC熱敏電阻直接讀取溫度，關(guān)于熱敏電阻，主流的２種封裝方式，環(huán)氧和玻封，環(huán)氧耐熱１２５度，玻封可以到２６０以上，作者圖中的是環(huán)氧封裝，這是電路板商家送的，我們不用，玻封的圖片等作者到貨后上圖。我們需要一個(gè)用來檢測(cè)噴頭溫度，一個(gè)用來檢測(cè)平臺(tái)溫度。

限位開關(guān)：采用機(jī)械式微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)然也可以使用光感開關(guān)，位移傳感器。

加熱管：１２Ｖ�。矗埃住∵M(jìn)口發(fā)熱絲（進(jìn)口也就貴那么幾塊錢而已，這個(gè)錢不要�。�，線長１.５Ｍ。

大風(fēng)車的帖子必須頂?shù)母吒叩摹�。。我是安定蛙。�！?/td>

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在機(jī)械工程里面，有個(gè)很有趣的問題。把一個(gè)栓塞進(jìn)同樣大小的孔是塞不進(jìn)去的，不信可以試試。呵呵。這正是公差的重要性，我之前聽說過公差，知道是這么回事，但是畫圖紙的時(shí)候沒有準(zhǔn)確的把握好公差，導(dǎo)致加工回來的部件需要打磨才能用。經(jīng)過這么多之后總算領(lǐng)悟到了些許東西。比如說M3的螺釘，木板或亞克力加工，圖紙可以畫成3mm，激光切割后孔徑往往到3.1mm，螺釘是可以塞進(jìn)去的。但是金屬板加工的時(shí)候需要將孔徑擴(kuò)大到3.4以上，按圖紙加工的金屬件，3.2mm以下的孔徑加工出來塞不進(jìn)M3的螺釘。


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【正文】
9.準(zhǔn)備好光軸，檢查末端是否導(dǎo)圓。




注意：檢查下光軸有沒有彎曲，這點(diǎn)非常重要。


10.預(yù)安裝XY軸，按如圖所示將8mm光軸插入4個(gè)方向上的孔中。






注意：為了檢驗(yàn)XY軸的裝配，此時(shí)可以將上面一周的螺釘擰上，到安裝頂面板時(shí)松下再安裝。




11.檢查裝配，用手旋轉(zhuǎn)4根光軸，檢查旋轉(zhuǎn)是否順暢。不過不順需要觀察下哪里卡住了，適當(dāng)打磨下。

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關(guān)于大家擔(dān)心這是廣告貼，我只能說2個(gè)字，呵呵。外行看廣告，內(nèi)行看門道。本帖開篇提到3步計(jì)劃，第二步便是要降低機(jī)器成本價(jià)格和耗材價(jià)格。本帖旨在給大家揭開3D打印機(jī)的面紗，將每個(gè)部件和組裝調(diào)試過程展示給大家。3D打印創(chuàng)業(yè)機(jī)遇和賺錢的途徑有很多，未必賣機(jī)器就是好辦法。就拿智能手機(jī)來說，就算買幾百萬臺(tái)手機(jī)利潤是多少；而開發(fā)一款手機(jī)軟件，比如植物大戰(zhàn)僵尸，憤怒的小鳥利潤是多少。3D打印機(jī)只是個(gè)工具，幫助人們把虛擬的想象模型變成實(shí)際的物理模型，利用好這點(diǎn)能創(chuàng)造出很多的價(jià)值的時(shí)候也就是3D打印盛行之時(shí)。


推薦一本書《3D打印——從想象到現(xiàn)實(shí)》胡迪*利普森 梅爾芭*庫曼 著



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【正文】今天上點(diǎn)圖片直觀的了解機(jī)械結(jié)構(gòu)。


XY軸負(fù)重對(duì)比：























Z平臺(tái)結(jié)構(gòu)：

更新了�。。。。。。。。�
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DIY總是充滿各種不確定性，做不到正規(guī)軍一樣元件篩選老化，功能模塊驗(yàn)證和環(huán)境試驗(yàn)。要想做把好質(zhì)量關(guān)不為自己添麻煩只有認(rèn)真仔細(xì)的試驗(yàn)各個(gè)模塊和單元，萬萬不可一股腦都安裝到位開始調(diào)試，這樣會(huì)添加難度和返工幾率。今天我將帶大家如何驗(yàn)證和測(cè)試電路部分。


公布一個(gè)針對(duì)小白提問的系統(tǒng)：http://jennyprinter.com/redmine

注冊(cè)以后點(diǎn)擊進(jìn)入：從零開始搭建3D打印機(jī)之小白問答FAQ項(xiàng)目






我有時(shí)間會(huì)一一來處理大家的提問。
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【電路部分測(cè)試】
先上幾張圖
















開始測(cè)試：
1.將RAMPS板插在Mega2560上。


2.將4個(gè)A4988驅(qū)動(dòng)模塊插在RAMPS上，請(qǐng)注意方向。


3.將液晶控制電路的J型電路板接在RAMPS右邊針腳上，再按下圖所示連接液晶控制器和剛安裝上在RAMPS右邊的座子。


4.將2個(gè)熱敏電阻的接在下圖所示位置。


5.連接電源線，下圖所示從上到下分別為：12V+ 12V- 12V+ 12V-，請(qǐng)勿接錯(cuò)。


6.上電運(yùn)行。

安裝驅(qū)動(dòng)
1.用方口USB線連接Mega2560和電腦，操作系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)。

2.獲取馬林固件：[Marlin]
解壓后得到的就是固件的源代碼。

3.下載并安裝Arduino IDE
請(qǐng)參考：[Arduino IDE]

4.使用Arduino IDE 下載馬林固件到Mega2560板

打開Arduino IDE軟件界面，選擇File->Open,打開剛才下載的馬林固件源碼所在文件目錄，選擇Marlin_for_JennyPrinter_V1_1.ino文件。這時(shí)會(huì)出現(xiàn)整個(gè)工程環(huán)境，可以切換源碼窗口查看源代碼。Marlin_for_JennyPrinter_V1_1版本的固件已經(jīng)測(cè)試可以使用，Configuration.h已經(jīng)默認(rèn)配置可以直接使用。

點(diǎn)擊打鉤的按鈕（verify）編譯源代碼：



此時(shí)右下角會(huì)出現(xiàn)編譯狀態(tài)條：



編譯完成將提示生成的二進(jìn)制文件大小：




再點(diǎn)擊右箭頭按鈕(upload)，把二進(jìn)制文件上傳到板子上。
此時(shí)同樣有進(jìn)度條顯示上傳進(jìn)度，上傳過程中Mega2560板紅燈閃爍。
上傳完成后紅燈停止閃爍，IDE提示“Done uploading”。

發(fā)哪就支持到哪。。誰讓我們是好基友。。。

{:soso_e141:}什么東西都沒有、

占樓

悟__穎 發(fā)表于 2014-6-28 15:10
什么東西都沒有、

還在不斷更新，別急。

皓子 發(fā)表于 2014-6-28 14:51
發(fā)哪就支持到哪。。誰讓我們是好基友。。。

好基友 一輩子

好基友，這得到過年的節(jié)奏啊

能打出這么好的鳥籠，機(jī)子確實(shí)不是蓋的，將兩種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)合為一體，非常好！另外導(dǎo)風(fēng)設(shè)計(jì)非常不錯(cuò)！很用心，第一個(gè)可以冷卻噴頭，第二冷卻模型，做成封閉式的效果很好！