【大风车】挖地三尺，从零开始搭建3D打印机，最稳最快的机器！

本文获得作者【大风车】授权发布，支持开源！支持共享！ 看帖不回帖，可耻可耻。
    【导读】不管未来的3D打印发展的怎么样，当下已成为最热门的话题之一。媒体宣传已经有段时间了，不少的人群开始沉静下来认真突破3D打印技术，以迎合在大肆宣传之下的饥渴需求。当初作为一个小白的我第一次购买了一台国产的3D打印机和之后发生的事情，彻底改变了我对当下3D打印的认识。
      冲着对3D打印机的热爱，花了我2个月的积蓄买了台国产牌子机器。机身透明亚克力，看起来好像也不复杂的样子，突然到手这么个先进的装备，不知如何下手（厂家没有提供使用说明之类的任何东西）。于是去找资料，当时还不知道这个机器是makerbot replicator兼容机，于是问厂商要资料。开始了很无语的被怠慢，被猜测和被推脱的过程。这让作为一个改行软件的电子工程师的我很无奈，不就些电机啊，传动啊，电路板啊，固件之类的东西吗，相信RepRap上有不少这样的开源资料，果断退货！！！之后便诞生了我的从零开始搭建3D打印机的想法，于此之后我开始了DIY的坑路（PS：最坑的一次，买来的光轴是弯的，几经调试后来出发现的。。。）。

——————————华丽丽的切割线——————切掉卖我机器的 JJ————

      顺便提下我对3D打印的个人见解，3D打印要普及需要做到3步：
      1.机器稳定，操作简单方便，做到3D模型的所见即所得；
      2.机器和耗材价格便宜，大众消费的特点；
      3.丰富的应用市场，也就是利用好3D打印机作为工具创造出来更多的价值。

     现实情况是这样的：
     1.大家对3D打印机的兴趣很高，入门级选手海量，从入手3D打印机到使用得心应手有天朗之别，包括机器校准，软件切片和打印机控制的诸多专业技术都是需要使用者掌握的。
    2.有幸你成为一个能够熟练使用3D打印机的人，这也只是一小小点的胜利，还有后面的很多坑等着。模型的复杂度和大小需要软件的某些项设置的，假如没有琢磨透，照样打个稀巴烂的模型出来。。。同时还有耗材坑，校准坑。。。
    3.应用市场？大家一起来开3D打印馆吧！好了，加盟吧，几十上百W的投资下去，制造出来的人像需要销售1K以上，而且不能保证盈利。。。3D打印，它能做什么？好像什么都能，但是究竟等作出什么应用呢，好像就那么些。。。


关于机型：我喜欢XYZ结构的中规中矩。
关于速度：我喜欢快的，但是要保证质量。
关于成型尺寸：我喜欢大的。

————————切割线————————DIY达人跟我一起切——————

【正文】

鉴于目前最流行的XYZ结构的Ultimaker和Makerbot replicator的广泛认可和资料的措手可得。

集2大机器的优点，直接利用Makerbot Replicator的框架样式，Ultimaker的远程高速。

改进成我的机器，将做到Makerbot Replicator的空间拥有比Ultimaker2更宽的成型面积。

Ultimaker 正面

Ultimaker背面

Makerbot Replicator正面

我DIY的机器

打印效果：

由于第一台样机做的时候没有留多少照片，机器效果能出这么好我感到很欣慰。我准备重新另做一台一样的机器，并把资料完善。需要跟我做的人顶下贴，可以给我发邮件 QQ群258934048。

成型体积：300mm*200mm*200mm

最高打印速度：250mm/s

打印方式：USB，SD脱机

喷头数量：1只

喷嘴直径：0.4mm

主板：RAMPS1.4 + Arduino2560

支持软件：JennyStudio,Cura,Slic3r+Printrun,kisslicer,MatterControl,Skeinforge等

模型格式：STL / OBJ / DAE / AMF

其他功能：LED照明，平台加热

      谈谈国内的开源吧，环境非常的不好。
     1.开源，确实是个好东西，但在国内山寨无敌的情况下要做好开源和坚持开源是件不容易的事情。坚持一个开源项目的运作，让它有可追溯性，吸引更多的人来完善项目，依靠群众的力量丰富和改进项目更是艰难，因为不知道哪一天，JS们就直接用来赚钱。这个死区我们不会踏进，也不会炒作开源项目然后无耻的像群众身上牟利。话说回来，能够被人复制拿来赚钱也是种荣幸。。。

     2.开源质量，能做全套的很少，从笔者DIY Ultimaker的一路坑来后不经感叹，老外的开源无需用神一样的膜拜礼仪，需要用客观的心理去对待，考个资料下来开源的资料后并不是自己东西，需要我们去消化和吸收。

    3.自己动手的难度，并不是国人的动手能力和创新能力不够强，而是条件实在是恶劣，老外的开源图纸一般会用些国际标准不说，就算有替代品找到了，质量无从保证，呵呵，说不定那里坑我们一下我们就要各种排查和调试。并且这质量好不好，无法从价格上体现出来，价格贵的也无法保证质量没问题，便宜没好货也未必。只是玩DIY就是要经得起各种坑和各种试，这需要坚持不懈的努力，和 很好的耐心。

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【正文】电路部分：
方案：RAMPS1.4 + Arduino2560（目前最成熟性价比最高的方案）

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JennyPrinter的由来：正如上文中笔者提到的要自己玩转好3D打印机真是不容易，资料不全，无法自己随意改进，各种不爽。于是心生从零开始搭建的念头，发现一路坑下来还真长进了不上知识。之后我就在考虑用什么方式来分享我的坑路，让大家玩转3D打印不再那么辛苦，牛顿说过他站在别人的肩膀上，我说，当今世界，需要你站我肩膀上我也站你肩膀上。

受LFS（Linux from Scratch，就是一种从网上直接下载源码，从头编译LINUX的安装方式）的启发，我们开始设想JennyPrinter的开源计划，我们会更新硬件软件和固件，我们不当厂商，也不卖机器，通过发布一系列的版本来指导大家如何组建自己的3D打印机。

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【正文】电路板认识：
1．左上角的这块是Arduino Mega 2560，相当于电脑的主板，搭载了处理3Ｄ打印程序的ＣＰＵ；
2. 中间这块是RAMPS1.4,这个是个扩展板，将Arduino Mega 2560的管脚扩展到更大空间，以方便接线，上面还有驱动部分电路。
3．液晶控制模块，这个最好配下，根据经验，USB先链接电脑打印主要存在2大问题，电脑开机不死；串口线不出错。用CURA的朋友们经常会遇到打印中途停止打印，换ＳＤ卡打印就好了。

Arduino2560：它最大的特点就是具有多达54路数字输入输出，特别适合需要大量IO接口的设计。Mega2560的处理器核心是ATmega2560，同时具有:54路数字输入/输出口。程序烧写只需插入USB，电脑驱动安装好后在资源管理器中会分配一个COM口。下载固件需要使用Arduino IDE。

RAMPS1.4：采用A4988步进控制芯片，支持短路保护和步进可调（由于笔者买的A 4988还未到货，暂时没有插上）。
LCD控制单元：全名为Ramp1.4 2004LCD 主要实现人机界面交互和ＳＤ卡脱机打印。右边的２根是ＬＣＤ控制单元和ＲＡＭＰＳ１．４的连接线。

温度传感部分采用NTC热敏电阻直接读取温度，关于热敏电阻，主流的２种封装方式，环氧和玻封，环氧耐热１２５度，玻封可以到２６０以上，作者图中的是环氧封装，这是电路板商家送的，我们不用，玻封的图片等作者到货后上图。我们需要一个用来检测喷头温度，一个用来检测平台温度。

限位开关：采用机械式微动开关，当然也可以使用光感开关，位移传感器。

加热管：１２Ｖ　４０Ｗ　进口发热丝（进口也就贵那么几块钱而已，这个钱不要省），线长１.５Ｍ。

大风车的帖子必须顶的高高的。。。我是安定蛙。。。

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在机械工程里面，有个很有趣的问题。把一个栓塞进同样大小的孔是塞不进去的，不信可以试试。呵呵。这正是公差的重要性，我之前听说过公差，知道是这么回事，但是画图纸的时候没有准确的把握好公差，导致加工回来的部件需要打磨才能用。经过这么多之后总算领悟到了些许东西。比如说M3的螺钉，木板或亚克力加工，图纸可以画成3mm，激光切割后孔径往往到3.1mm，螺钉是可以塞进去的。但是金属板加工的时候需要将孔径扩大到3.4以上，按图纸加工的金属件，3.2mm以下的孔径加工出来塞不进M3的螺钉。


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【正文】
9.准备好光轴，检查末端是否导圆。




注意：检查下光轴有没有弯曲，这点非常重要。


10.预安装XY轴，按如图所示将8mm光轴插入4个方向上的孔中。






注意：为了检验XY轴的装配，此时可以将上面一周的螺钉拧上，到安装顶面板时松下再安装。




11.检查装配，用手旋转4根光轴，检查旋转是否顺畅。不过不顺需要观察下哪里卡住了，适当打磨下。

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关于大家担心这是广告贴，我只能说2个字，呵呵。外行看广告，内行看门道。本帖开篇提到3步计划，第二步便是要降低机器成本价格和耗材价格。本帖旨在给大家揭开3D打印机的面纱，将每个部件和组装调试过程展示给大家。3D打印创业机遇和赚钱的途径有很多，未必卖机器就是好办法。就拿智能手机来说，就算买几百万台手机利润是多少；而开发一款手机软件，比如植物大战僵尸，愤怒的小鸟利润是多少。3D打印机只是个工具，帮助人们把虚拟的想象模型变成实际的物理模型，利用好这点能创造出很多的价值的时候也就是3D打印盛行之时。


推荐一本书《3D打印——从想象到现实》胡迪*利普森 梅尔芭*库曼 著



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【正文】今天上点图片直观的了解机械结构。


XY轴负重对比：























Z平台结构：

更新了！！！！！！！！！
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DIY总是充满各种不确定性，做不到正规军一样元件筛选老化，功能模块验证和环境试验。要想做把好质量关不为自己添麻烦只有认真仔细的试验各个模块和单元，万万不可一股脑都安装到位开始调试，这样会添加难度和返工几率。今天我将带大家如何验证和测试电路部分。


公布一个针对小白提问的系统：http://jennyprinter.com/redmine

注册以后点击进入：从零开始搭建3D打印机之小白问答FAQ项目






我有时间会一一来处理大家的提问。
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【电路部分测试】
先上几张图
















开始测试：
1.将RAMPS板插在Mega2560上。


2.将4个A4988驱动模块插在RAMPS上，请注意方向。


3.将液晶控制电路的J型电路板接在RAMPS右边针脚上，再按下图所示连接液晶控制器和刚安装上在RAMPS右边的座子。


4.将2个热敏电阻的接在下图所示位置。


5.连接电源线，下图所示从上到下分别为：12V+ 12V- 12V+ 12V-，请勿接错。


6.上电运行。

安装驱动
1.用方口USB线连接Mega2560和电脑，操作系统将会自动安装驱动。

2.获取马林固件：[Marlin]
解压后得到的就是固件的源代码。

3.下载并安装Arduino IDE
请参考：[Arduino IDE]

4.使用Arduino IDE 下载马林固件到Mega2560板

打开Arduino IDE软件界面，选择File->Open,打开刚才下载的马林固件源码所在文件目录，选择Marlin_for_JennyPrinter_V1_1.ino文件。这时会出现整个工程环境，可以切换源码窗口查看源代码。Marlin_for_JennyPrinter_V1_1版本的固件已经测试可以使用，Configuration.h已经默认配置可以直接使用。

点击打钩的按钮（verify）编译源代码：



此时右下角会出现编译状态条：



编译完成将提示生成的二进制文件大小：




再点击右箭头按钮(upload)，把二进制文件上传到板子上。
此时同样有进度条显示上传进度，上传过程中Mega2560板红灯闪烁。
上传完成后红灯停止闪烁，IDE提示“Done uploading”。

发哪就支持到哪。。谁让我们是好基友。。。

{:soso_e141:}什么东西都没有、

占楼

悟__颖 发表于 2014-6-28 15:10
什么东西都没有、

还在不断更新，别急。

皓子 发表于 2014-6-28 14:51
发哪就支持到哪。。谁让我们是好基友。。。

好基友 一辈子

好基友，这得到过年的节奏啊

能打出这么好的鸟笼，机子确实不是盖的，将两种机型的优点合为一体，非常好！另外导风设计非常不错！很用心，第一个可以冷却喷头，第二冷却模型，做成封闭式的效果很好！