Urd MkI

Итак, прошу любить и жаловаться, наш серийный трехмерный принтер, годный для повторения в более или менее квартирных условиях. Имя Urd, фамилия Mendel, версия 1.0.

Urd, серийный номер 1

Urd, серийный номер 1, печатает деталь для серийного номера 5.

Характеристики устройства

  • Линейные размеры: 54х54х85 см (с катушкой). Urd почти полностью квадратный при виде сверху. Механизм катушки совершенно опционален и, естественно, может быть заменен.
  • Масса: Около 10 кг. Urd тяжелее большинства своих родственников, что с одной стороны положительно сказывается на жесткости и устойчивости к вибрациям, а с другой стороны отрицательно скажется на стоимости почтовой пересылки.
  • Размеры рабочей области: 210х210х150 мм. Вообще, по X есть еще сантиметр запаса, а по Y целых пять, но стол по различным соображениям квадратный. Размер рабочей области по Z зависит от положения стола после калибровки и меняется от 140 до 150мм.
  • Сырье: Используется пруток ABS круглого сечения, диаметром 3 мм. Теоретически возможна печать нейлоном, полиэтиленом, и многими другими термопластиками без изменения конструкции.1  Возможна простая переделка механизма экструдера для круглого прутка диаметром менее 3мм.2
  • Точность: Комплектуется соплом 0.5 мм, годным для слоев толщиной от 0.35 до 0.6 мм. Сопла достаточно легко меняются. Разрешение по горизонтали — 64 шага на миллиметр, т.е. 0.016 мм. Разрешение по вертикали — 720 шагов на миллиметр.
  • Скорость работы: По X/Y – 65 мм в секунду по прямой, 91 мм в секунду по диагонали. В настоящий момент в штатной прошивке не реализовано ускорение-торможение, при котором скорость можно будет увеличить до 200 мм/с. Скорость перемещения по Z – 2 мм/с.
Кронштейн мотора Z

Кронштейн мотора Z, размеры 125x54x20 мм.

Для приведения понятия “скорость” в более практический контекст, приведем пример. Эта деталь — кронштейн мотора Z, имеет размеры 125x54x20 мм. С плотностью заливки 20% и толщиной внешней стенки 1.8мм она печатается за 92 минуты,3 на что уходит 6.14 метров прутка.

Отличия аппарата от дальних и ближних родственников

  • Аппарат разработан с учетом того что на Руси подшипники много дешевле моторов — в отличие от Менделя Прюши, вместо пятого мотора используется ременная передача. В качестве направляющих используются трубы диаметром 16мм, которые можно добыть, например, в мебельных магазинах. Вообще, применено в основном то, что удалось добыть у нас — а следовательно, повторить его у нас будет легче.4 Основной конструкционной шпилькой является шпилька M10, что повышает прочность и жесткость аппарата.
  • В отличие от всех прочих аппаратов родственных Менделю, Urd скомпонован в виде прямоугольника с минимумом выступающих частей, с целью минимизировать шансы зацепиться за него рукавом и стащить на пол, что в тесных квартирах неизбежно. Дальше одного сантиметра из него ничего нигде не торчит, окромя катушки. Теоретически, для него можно сделать почти полностью закрывающий его, не мешающий работе кожух.5
  • Urd снабжен натяжителями ремней, позволяющими осуществлять точную регулировку натяжения не устраивая цирка с частичной разборкой чтобы добраться до зажимов.
  • В отличие от большинства представителей семейства Менделей, аппарат при правильной настройке развивает скорость печати до 84 мм/с по диагонали без применения ускорения-торможения моторов, против в среднем 45 мм/с по диагонали у прародителей. 84 мм/с скорости — это место на котором мы сказали “пока хватит”, реальный предел скорости надежной работы не известен, и зависит от свойств пластика.6
  • Электроника являет собой мутант RAMPS, собранный на основе Seeeduino Mega, который в России по какой-то причине заметно дешевле Arduino Mega и чаще встречается в продаже. Плата изначально рассчитана на подключение ЖК-индикатора и пьезодинамика, которые входят в комплект. В отличие от большинства репрапов, Urd снабжен полным комплектом из шести датчиков осей.
  • Конструкция экструдера подразумевает легкую сборку-разборку для чистки. Чтобы прочистить засорившийся вал, достаточно отстегнуть одну пружину из двух, оттянуть затвор, и вынуть модуль драйвера вместе с шестерней. Конструкция также предусматривает замену сопла для чистки в случае засора или для изменения диаметра выходного отверстия.
  • Аппарат снабжен зондом на оси Z, в стиле впервые предложенного nophead, что позволяет класть на стол поднос любой толщины не меняя конфигурации — положение верхней плоскости стола определяется автоматически. Если вы хотите напечатать предмет, намертво приварив его к листу оргстекла сразу при печати, вы можете сделать и это, и ничего подкручивать не потребуется.
  • Мы намерены тщательно блюсти GPL и знаем, кому обязаны основными идеями, несмотря на то, что все детали мы рисовали с нуля. Это не потребительский проект с заваренным капотом. Полный комплект STL-файлов, из которых можно напечатать пластиковые детали, Eagle-файлов, из которых можно сделать печатные платы, чертежи точеных деталей и исходный код прошивки — лягут в этот блог, на Github и Thingiverse, как только будут подготовлены к публикации. Электроника рассчитана на то, что вам захочется что-то к аппарату прикрутить: на плате предусмотрены разъемы расширения и разведены ножки I2C и последовательные порты.

Предварительные расценки

Цена аппарата в собранном и укомплектованном виде —  35 тысяч рублей, включая блок питания и все необходимые для подключения провода.

В настоящее время мы предлагаем аппарат только в собранном виде, потому что не готова инструкция по самостоятельной сборке, а отдавать без инструкции не позволяет совесть. Номер первый из опытной партии из пяти штук останется у нас для производственных нужд, номер второй уже обещан одной из московских школ. Оставшиеся три мы готовы предложить потребителю по мере сборки. В Москве доставим сами, иногородним пересылка за счет получателя. Желающим просьба не отмечаться в комментариях, а писать на rn3aoh.g+urd@gmail.com.

После этого, мы намерены предложить аппарат в виде полного набора деталей или на выбор отдельные узлы в сборе и кусками. Полный набор деталей вместе с электроникой и моторами мы намерены предложить за 27 тысяч рублей.  Мы естественно будем продавать пластик, заказывая его оптом — поставщикам пластика неудобно работать с партиями менее ста килограммов.

Печатать детали для иных конструкций не будем, простите великодушно — поддерживать больше одного набора достаточно сильно различающихся деталей пока выше наших сил. К счастью, это делают на Руси и без нас. Насчет возможности печати деталей “вообще” на заказ надо будет еще подумать, она действительно существует, но исчисление стоимости заказа несколько неочевидно.

  1. Сразу предупреждаем – и напишем это еще неоднократно где только можно – что хотя конструктивно аппарат позволяет использовать для печати поливинилхлорид (ПВХ), и давиться он будет, мы настоятельно рекомендуем этого не делать, из-за выдающейся ядовитости продуктов сгорания данного пластика.
  2. Для прутка толще 1мм дело ограничится заменой фторопластовой трубочки.
  3. Без учета времени предварительного разогрева стола. Стол разогревается с комнатной температуры до рабочей за 10-15 минут.
  4. Например, наш основной подшипник калибра 6200 используется во множестве автомобильных генераторов.
  5. Практически, мы еще не придумали как бы это делать половчее.
  6. Сколько удастся получить когда в прошивку будет таки дописан разгон-торможение – трудно сказать, но думаю, до 280 мм/c холостого хода по диагонали легко. Максимальная скорость собственно печати все-таки больше зависит от вязкости пластика.
  • Yuriy Klyuch

    ну тогда с почином! А есть ли какие-нибудь прогнозы/перспективы на удешевление (типа: через год за 20000р)

  • Планы есть, но их осуществление зиждется на том, как его будут покупать за 35000р. Чтобы заметно удешевить аппарат, надо дешевле покупать комплектующие, а 58% стоимости составляют электронные компоненты, особенно моторы. Их придется покупать непосредственно в Китае и ящиками.

  • Dmitry Medvedev

    Торопитесь – предложение сокращается уже на одну единицу :Р

    1. А не пробовали использовать пластик PLA? По словам создателей ультимейкера они разогнали его до 150мм/с на АБС и до 300-350 мм/с на ПЛА благодаря тому, что ПЛА лучше течет и лучше прилипает. Кстати за счет последнего качества платформа у них без подогрева.

    2. Не рассматривали изменения в конструкции аналогичные ультимейкер и оматик – платформа двигается только по оси Z, а головка по X/Y?  Перемещение постоянной массы (головка максимально облегчена) вносит меньше погрешностей, чем перемещение платформы с переменной массой. Ну и есть др. соображения связанные с передвижением платформы с деталью.

    1. Может ли ваш принтер печатать фигурки типа этой http://www.thingiverse.com/thing:5176? 🙂 Вообще было бы здорово увидеть галерею напечатанных примеров.
    2. Всегда интересовал уровень шума, производимый 3D-принтером. Громче он обычного лазерного 2D-принтера или нет, например.
    3. Если печать занимает длительное время, опасно ли оставлять принтер включенным без присмотра?
    4. Какую функцию выполняют канцелярские зажимы на платформе на первой фотографии? 😉

    Спасибо.

  • @openid-113668:disqus :

    1. Не пробовали. Потому что полилактоза в России не производится, практически не используется, и ее днем с огнем не сыщешь. Импортировать ее выйдет примерно в 11 раз (!) дороже чем покупать ABS здесь. Я уж молчу про то, что она биоразлагаемая, со всеми вытекающими отсюда последствиями.

    2. Рассматривали, по разным причинам отказались, но об этом в другой раз. Масса печатаемой детали, кстати, по сравнению с массой стола настолько мала что ею можно пренебречь с чистой совестью. 🙂

  • @Alex7Kom:disqus :

    1. Да, может. Но придется повозиться с настройками слайсера, и для оптимальных результатов фигурку лучше разрезать, как, кстати, один из печатавших ее, судя по фотографии, и сделал. Вот фотография одной из традиционных тестовых фигурок — слева черная, подвергнутая минимальной обработке ацетоном, справа белая вообще без всякой обработки. Я бы и галерею сделал, но большинство таких фигурок я уже раздал… 🙂

    2. В каменном подвале шум ощутимый. В квартире, в связи с отсутствием бетонных стенок отражающих все звуки строго обратно в уши, шум не превышает шум среднего струйного принтера, самое шумное — это два вентилятора, а не перемещения головки.

    3. Я оставлял, и пока все пережили даже в случае сбоев, но вообще не рекомендую. Это не значит что на него надо непосредственно смотреть все это время, конечно, но существуют такие виды сбоев, которые могут вызвать не столько пожар, сколько повреждения принтера, которые потом трудно будет починить — детали поплывут. Например, перелом ведущей шестерни Y при печати высокой детали…

    4. Они крепят алюминиевый поднос к собственно рабочему столу, это самый дешевый и удобный по нашему опыту способ. Легче всего деталь отлипает от стола когда тот полностью остыл, а сам стол из трехмиллиметрового алюминия и остывает весьма долго.

  • Аноним

    TedBeer:

    1. Рассматривали и продолжаем рассматривать. Более того, хотелось бы сделать вообще неподвижный стол, из соображения не столько постоянства перемещающейся массы, сколько точного юстирования рабочей поверхности. Однако это вопрос достаточно отдаленного будущего, поскольку требует нескольких неочевидных решений, энного количества механических граблей, и радикального пересмотра подхода к конструкции аппарата вообще. Подачу материала через боуден мы пока вообще не пробовали, и пока мы точно не будем знать всех ее граблей (а они предвидятся, и самая очевидная из них – снижение точности подачи), облегчить головку не получится. Короче говоря, мы на месте не стоим, но аппарат такого типа у нас пока что существует только в стадии первых эскизов.
  • Ну хорошо, а если я думаю про покупку MakerBot (с последним экструдером), и разница в цене между обоими принтерами для меня не так принципиальна, то — какая заметная разница у них в ТТХ?

  • У MakerBot рабочая область 10×10см, т.е. в четыре с мелочью раза меньше, меньше габариты раза так в полтора, предельная скорость по XY, если мне не изменяет память, 32мм/с, т.е. не более 45мм/с по диагонали. Такую фишку как, скажем, зонд Z вам придется делать самому, а без нее — периодически подкручивать валы вручную. (Мы сделали зонд именно потому, что нам надоело это делать еще на Мёбеле.) Вы можете купить к Makerbot конвейерную платформу или сдвоенный экструдер для печати в два цвета, чего мы пока предложить не можем. Регулировки при сборке Makerbot вам потребуется не в пример меньше. Кроме того, я не знаю как его механизм экструдера переживет те пластики, которые вам удастся достать здесь — может прожует, а может и нет. Сами мы сравнить их пока не собрались, для этого надо заказать у них катушку на пробу, это $100 за килограмм, в шесть раз дороже чем покупать местный пластик…

    Тем не менее, Urd, как и прочие Мендели, все-таки более хакерский аппарат, с ним больше возни. Фанерный ящик, который будет проще собрать и который будет гораздо постояннее по характеристикам мы еще сделаем, но уже не в этом году. 🙂

    Вообще, не рекомендую полагаться на мою память, посмотрите что они на сайте про себя пишут.

  • Ребята опубликовали исследование точности печати на ультимейкере – http://techwall.net/how-precise-is-the-ultimaker К сожалению на немецком, но картинки и цифры полистать можно.

  • Аноним

    Вообще в высокой точности ультимейкера сомнений как бы и нет. Они это достигают во-первых, применением линейных подшипников, а во-вторых, использованием для печати полилактозы, которая не столь капризна, как АБС. Более того, я бы сказал, что кинематика ультимейкера такова, что без линейников повторять ее просто бессмысленно. Мы пока что их как элемент конструкции даже всерьез не рассматриваем – на данном этапе это радикально удорожает машину, к сожалению. Но опять таки, останавливаться на достигнутом никто не собирается 🙂

  • Вы продаете проект, который: 1. Является аналогом RepRap 2. Который сопровождается openSource софтом под соответствующей лицензией 3. Уверен, что нарушает не один патент, включая технологию изготовления деталей Расскажите, плиз, как вы собираетесь решать эти проблемы? 

  • Проект построен на вашем, мягко говоря странно выполненным железе (речь об электронике). Вы говорили, что для нагревателя использовали транзистор. Если на одной из картинок на сайте, где изображен транзистор, посаженный на радиатор, изображен именно он, то то, что один из них сгорел – это только начало, неудивительно. Вы используете электронику Ардуино и собираетесь это продавать? Вы серьезно?

  • a.egatchev

    ребята, у меня уже есть станок с чпу 3х координатный 700х400х60, можете про экструдер рассказать? 

  • А что именно вас интересует, можно поподробнее вопросы? Потому что про конструкцию экструдера я уже раньше писал в достаточно развесистых деталях.

    1. Является RepRap. Он родимый и есть. И что?

    2. Мы не нарушаем лицензии open source, или по крайней мере не намерены. Исходный код прошивки поставляется вместе с аппаратом и вскорости будет опубликован здесь. (Я хотел еще повентилировать вопрос как мне быть с библиотеками которые в нашей версии прошивки используются, у них лицензии разные, чтоб их…) Исходные STL-файлы и прочая техническая документация тоже вскоре ляжет сюда.

    3. Ээээ…. Основные патенты Stratasys на самую технологию истекли в 2009 году. Если нарушаются какие-то более поздние патенты, я надеюсь, патентодержатели предъявят свои требования.

    В общем я не очень понимаю суть вашей претензии.

  • Эммм… Уважаемый, вы в курсе что такое IRL3803 и поняли как именно он используется в этой конструкции? Посмотрите даташит и схему пожалуйста. Этот кусок схемы ничем не отличается от RAMPS, так к слову, только там транзистор немножко другой, но параметры те же.

  • Добрый день, Можно ли у вас закупить набор в виде отдельных комплектующих?Хочу неспешно собрать такой принтер, не напрягая семейный бюджет, затрачивая несколько часов в неделю. Например, сначала бы взял набор пластиковых деталей для сборки вашего принтера. Потом электронику, экструдер, моторы.

  • Dmitry Medvedev

    Фотки MkII в студию!

  • peacefool

    “Фанерный ящик, который будет проще собрать и который будет гораздо постояннее по характеристикам”

    • Есть движение в этом направлении? Нет что-то комментариев/новостей свежих (
  • Анатолий Морев

    Интересно.