麻麻再也不用担心木有3D打印耗材啦,我能生产、卖耗材啦
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这个教程想说的是(省略数千字版本): 自力更生做3D打印丝!
价廉物美,生产速度每分钟150~190英寸(约每分钟4~5米)。
更新:“芯法秘路”发表! 这个教程想说的是(洋洋数千字版本): 3D打印机的确很棒,最终价格也正在下滑。众筹项目中类似QBUP或M3D之流不断涌现,用户终将负担得起。所谓“负担得起”,我的意思是200美金价格档位,而非2.199美金砸锅卖铁价之流。不过,一旦你欢天喜地晋身为3D打印机用户时,你很快会意识到你的钱包只能让它在家里吃土。你当然需要塑料丝来打印那些超酷外表钩子和轮挡之类的零件,而现在巧妇难为无米之炊,成了怨妇了。因为这些丝状耗材价格会抬高实际物料价格,即便用之前提到的白菜价打印机打印也不便宜,而且也是阻碍3D打印群体发展的原因。
莫怕!!有不少聪明人士解决这个问题——Hugh Lyman带来他的挤压成型机在这个教程出现,成为大家的福音。还有更激动人心的!他们做的塑料挤出机,任何人都能做一个,或者以合理价格买一个。不过作为创客神教忠实信徒,往往会想“我能自己做一个,或更便宜些……”DIY迷的天性就是追求低成本制作。
补充一句,这当然比买预制套装回来组装更有乐趣。
特别向Xabbax和他的特别简单但特别出众低成本打印丝挤出机致敬!
那么我需要存多少钱才能开始做耗材呢?
问的好!很多!
这取决于你能拿到多少塑料颗粒,通常耗材成本1美元/千克起。(人民币6.5元左右吧)
也许你要问生产1千克耗材需要多长时间? 这个设计下,粗略1小时。(使用ABS/PC塑料颗粒的1.75毫米耗材)
那么,可以这么说,在一个周六,你的工作车间某个隔间里,从早上10点开始到下午5点收工时你能制作出4-5千克耗材, 省下大约125-150美元(人民币700-1000元之间),能买上成千上百个塑料杯、手机壳或其他可有可无的东西了。
哦耶,那制作机器成本呢?
取决于物流和物价,大概在130-150美金之内。(人民币1000元以内)
第一步:材料清单 除了电子零件之外,这里列出的所有东西都能在本地五金铺买到。
材料:
- 一个雨刮电机,可以的话能拣破烂回来一个
- 一个麻花钻头(直径16毫米,长度460毫米)
- 一个12伏PID温度控制器
- 一个SSR-25DA直流3-32伏转交流24-380伏,25安固态继电器
- 一个K型热电偶(注意:有时PID部件和SSR及K型热电偶是捆绑销售的。) - 一个20安电机控制器
- 一个12伏240瓦以上电源
- 一个加热带(200瓦25毫米x30毫米)
- 两个12伏风扇(80毫米)
- 一个美制3/4"通用接头1/2"长(18厘米)
- 一个水龙头延展部件,3/4"通用螺纹1/2"长(50毫米长,直径27毫米,具有内外螺纹那种)
- 一个1/2"底盖
- 一个直径1/2"水龙头过滤器
- 3块角钢
- 一个轴向球型推力轴承,能和麻花钻手柄吻合
- 两条10毫米螺纹杆
- 一块隔热材料
- 生料带
- 抗热胶带
- 三个摇杆开关
- 一块木板,尺寸100厘米x10厘米x2厘米
- 几个螺丝和螺母
- 两个插座(一个和麻花钻吻合,另一个用来配电机摇杆螺母)
- 导线(两种颜色) 工具: - 多功能工具钳(类似达美工具那种)
- 锯子
- 锤子
- 钻
第二步:底盘
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将木板切成两片,每片长15厘米(约6英寸)。它们用来承载电机和滚筒。
第三步:电机座
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将雨刮电机放在电机座上,然后整个放在底盘某个角落上。可以参考技术草图来预估位置。 将角钢和底盘拼在一起。 电机上有螺纹轴,我用个13毫米外径的六角螺母将联轴器和电机连接起来。当螺纹轴转动而联轴器安装好时,螺母就会扭开。要解决这问题,我在螺母和电机轴之间钻了个洞,在里面放了个2毫米螺栓,这么一来就能防止螺母松脱。可参照上面最后一幅图。
第四步:滚筒座
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在另一片木板上钻两个洞,在板子左右边安上法兰。接着再钻个1/2"洞眼给麻花钻使用。
两块安装地板都需要中间开洞并作出调整,这样钻头/联轴器/电机轴就能自由转动。
将法兰和两条10毫米螺纹杆上紧。螺纹杆必须保留足够长度才能和钻头的回扣保护上在一块。10厘米足够了,之后可以剪短修整。
下一步时,这个步骤成果将变得清晰。
第五步:麻花钻回扣保护
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当钻头转动,推送塑料颗粒时,就会积累大压力。最坏的情况下,这将毁掉雨刮电机里的蜗杆传动机构。要解决这个问题,我们需要个回扣保护。用一块坚固的角钢和一个轴向球型推力轴承就能解决问题,而这些轴承小球就能承受大量的压力。
它的工作原理如下:钻头因为自身回转工作方式而产生回退现象。因为它的锥形结构,钻轴就对轴向滚珠轴承产生推力,再推往角钢上面。在钻子和电机之间的联动器应时常保有一小段空隙,于是就不会对电机轴施加压力。
现在将插有杆子的角钢放置在滚筒座一段距离外,钻轴将伸出约3-4厘米(1.5到2英寸之间)。
按照图上说的去做。再者,我也做了个短片演示成果。尺寸方面你做的和我做的零件也许有点出入,所以精确测量并不能帮你多少,但图片能给你个直观印象来进行制作组装。
第六步:滚轴与麻花钻
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滚筒: 将边缘磨光,接好管子,让钻头能平滑旋转。 在管子上面开口前,将它旋紧在法兰上面,标示出上部区域,然后再把它拆下来。
用多刃工具切掉标示部分,作为塑料颗粒进料口。用一些生料带缠绕在管子末端,这样能防止钻头转动时管子也跟着一块转。记住电机是很给力的,如果在钻头和塑料颗粒之间产生一些摩擦的话,即便用活动扳手上紧管子也无济于事,它能轻易转动4-5毫米。
在法兰上的螺纹和设备之间并非呈完整直角,所以设备和滚筒之间会出现斜角。解决这个,只要将一些垫片放在需要垫高的法兰下面即可。
在一块正方形木块上沿着长边钻个洞,留给管子通过。接着在“管子通道”垂直方向再钻个洞,能把瓶子紧紧契合起来。现在将木块切为两段,易于组装和拆卸。
麻花钻:
钻子本身太长的话,用角磨机切掉它的顶端。
钻头应贴近加热器,参考图片所示。
第七步:钻头——电机联动器
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准备一块5厘米(2英寸)正方形钢块,能和插口底部嵌合在一起(大约12毫米边长)。 将联动器放在钻头上,然后将它们插在电机座上的电机上面。 中间联动器现在应很好吻合。 另一种做法是用一个火花塞插座代替先前的两个插座,但这么一来,电机座和钻子/滚筒座之间的距离需要调整。 我用上面那种方法,因为我手上没有火花塞插座。不过我会在下一个作品上面尝试另一个方法。
第八步:喷嘴
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喷嘴直径:
取决于你要加工处理的材料,喷嘴的孔径是可变的,而确定合适尺寸是充满了试验与失败的过程。对熔点在240-280°C之间的ABS/PC混合颗粒来说,我的经验是1.5毫米孔径能很好运作。
断路器板: 如有需要,将水龙头过滤器切为1/2"直径,作为断路器板。断路器板的作用是将熔融塑料混合,将杂质和最终生成的小气泡隔离。这能使从喷嘴流畅喷出塑料耗材。(译者注:其实就是过滤杂质,避免以后喷嘴堵头。)
需要注意的是,不能有沙粒或线头在里面,要不然将会毁掉打印机喷头的!
将一片垫片放在底盖里面,然后将DIY断路器板
第九步:加热带和温度探头(K型热电偶)
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在水龙头延展部件的前端附近钻个2毫米小孔,在里面安装热电偶。 将热电偶导线剥掉一定长度,刚够需要的就好。 将加热带推到水龙头延展部件内,它应该贴合在管道壁上。 接着用一些生料带在水龙头延展部件螺纹口缠绕,以防止熔融塑料从管口溢出。 用一些隔热胶带将热电偶固定起来。 然后将上一步提到的喷嘴安装好。 接着,用一些硬丝把一段10厘米长直径约1厘米的铝管固定在喷嘴前,使得耗材在冷却时有个完美的外形曲线。 现在将绝热材料包在加热器外面,这样也能很好保护喷嘴。
第十步:冷却
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喷嘴前端和电机需要冷却。
耗材从喷嘴出来时还是很热很软,要避免在重力环境落下时导致拉伸变形,冷却是很重要的。你冷却得越好,你能控制耗材的直径精度就越好。(译者注:要不然到时打印就容易“兔子拉屎——断断续续”了。) 电机本身运行也会发热,风扇就能起到冷却作用。
第十一步:电子元件
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现在大部分机械部件安装完成,是时候安装电子元件了。在这之前,准备前端外壳用的木料,还有三个摇臂开关、PID控制器和电机控制器的电位计,用热熔胶固定起来。 主电源将电源线通过摇臂开关连接到电源上。(包括火线、零线和地线) PID温控通过摇臂开关将电源和PID温控连接起来。 固态继电器和加热带将固态继电器12伏端口和PID(端口6和8)连接起来。
将SSR端口1和电源火线连接起来。
将SSR端口2和加热器一个端口连接起来。
加热带另外空余出来的端口和电源零线连接起来。 SSR到底是干什么的?加热带是220伏零件,但PID只能在12伏电压环境运行。因此SSR是作为12伏PID和220伏加热器的中介。PID控制SSR开关。当开启时,220伏电压就加在加热带上面,然后温度升高。继电器断开时,加热带就和220伏断开,因此就等于关闭了。原理是利用低压设备(PID)来控制高压设备(加热器)。 电机控制通过摇臂开关把电机控制和电源连接起来,然后将电机和电机控制连在一起。第二引出线用来设定电机速度,但不同型号之间的引出线不同,你首先得要确定出哪条是用来调速的。 接线图这里贴出接线图,包括: 1)[Filastruder电路接线图]
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2)Filabot Wee电路图 3)我用的Sestos PID资料
第十二步:出料设定和PID设定
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不同材料,不同出料设定。 纯ABS的话,190°C正好。 PLA需要略低一点温度,而ABS/PC混合料需要较高温度,约260-270°C。 Sestos PID能够自动调温恒温。
PID控制器设定: 按下“SET”3秒钟,开启设定自动调温功能。
在显示屏上会看见“HIAL”字样。现在按向下按钮,直到能看到“Ctrl”,然后调整为“2”。这是自动调温功能序号。再次按下“SET”直到你看到屏幕显示温度数据。遍历第一到第八选项,用上下键设定理想温度,等待,直到显示器停止闪烁。(约10-15分钟) 启动电机,让挤压成型机开始工作。你需要拨弄一下电机速度来获得理想状况。 根据我的经验,将电位器调到半速档,在270°C条件下能很好处理ABS/PC材料。
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