Деталі електронної книги

Buduję swoją pierwszą drukarkę 3D

Buduję swoją pierwszą drukarkę 3D

Szymon Terczyński, Damian Gąsiorek, Marek Smyczek, Grzegorz Kądzielawski

Eлектронна книга

Książka Buduję swoją pierwszą drukarkę 3D skierowana jest dla osób, które chcą poglądowo zapoznać się z technologiami przyrostowymi, a w szczególności technologią FDM (Fused Deposition Modeling), poznać historię technologii przyrostowych na świecie, a także dowiedzieć się jak można zbudować własną i tanią drukarkę 3D.

Nie jest to podręcznik teoretyczny, skupiający się na szczegółowym opisie każdej technologii czy też współczesnej drukarki. Stanowi natomiast pełny, praktyczny przewodnik, opisujący proces budowy i użytkowania drukarek 3D na przykładzie modelu Prusa i3. Zawiera także instrukcję montażu niecodziennego projektu drukarki 3D z odzyskanych, starych napędów CD ROM.
 
Książka ta, to również dowód i przykład jak obecnie wygląda współpraca uczelni wyższej z wybranymi szkołami średnimi (Zespół Szkół Nr1 z Piekar Śląskich oraz Śląskie Techniczne Zakłady Naukowe z Katowic). Współpraca szkół średnich z pracownikami Politechniki Śląskiej to dowód na wspieranie młodych talentów, a owocem tego jest między innymi budowa własnych drukarek, czyli urządzeń mechatronicznych, łączących konstrukcję, napędy i sterowanie. Tematyka związana z drukiem 3D jest jednym z filarów przemysłu 4.0 i coraz więcej firm poszukuje osób, które potrafią drukować modele przestrzenne.

Autorzy tej książki to zespół międzypokoleniowy i interdyscyplinarny. Utalentowany uczeń Śląskich Technicznych Zakładów Naukowych z Katowic, Szymon Terczyński i jego nauczyciel mgr inż. Marek Smyczek. Pracownik Politechniki Śląskiej, również mentor i opiekun naukowy Szymona, dr hab. inż. Damian Gąsiorek prof. PŚ. Ważnym ogniwem łączącym przemysł z edukacją jest otoczenie społeczno gospodarcze, które reprezentuje wiceprezes zarządu Grupy Azoty S.A. dr Grzegorz Kądzielawski.

Spis treści
3
SPIS TREŚCI
1 WSTĘP – CZYLI DLA KOGO TA KSIĄŻKA ............................................................. 11
2 OD CZEGO SIĘ ZACZĘŁO? .................................................................................. 15
2.1 PRELEKCJE PRACOWNIKÓW POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ NA TEMAT TECHNOLOGII PRZYROSTOWYCH
W SZKOŁACH ŚREDNICH ..................................................................................................... 15
2.1.1 Wykłady w Zespole Szkół Nr1 w Piekarach Śląskich ................................ 17
2.1.2 Wykłady w Śląskich Technicznych Zakładach Naukowych w Katowicach 19
2.2 WSPÓŁPRACA POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ ZE SZKOŁAMI ŚREDNIMI ....................................... 20
2.2.1 Umowa o współpracę .............................................................................. 20
2.2.2 Dni Otwarte Politechniki Śląskiej ............................................................. 22
2.3 KUJEMY MŁODE TALENTY – UCZNIOWIE TWORZĄ PIERWSZE MODELE DRUKAREK 3D .......... 23
2.3.1 Paweł Zieliński (ZS1 Piekary Śląskie) ........................................................ 23
2.3.2 Szymon Terczyński (Śl.TZN Katowice) ...................................................... 28
2.3.3 Jakub Kania (ZS1 Piekary Śląskie) ............................................................ 31
2.4 MEDIA PISZĄ O NAS .............................................................................................. 34
3 HISTORIA DRUKU 3D ........................................................................................ 39
4 TECHNOLOGIE DRUKU 3D ................................................................................. 51
4.1 CZYM SĄ TECHNOLOGIE PRZYROSTOWE ..................................................................... 51
4.2 DRUK 3D Z MATERIAŁÓW STAŁYCH – TECHNOLOGIA FDM (FFF) ................................... 55
4.3 DRUK 3D Z MATERIAŁÓW SYPKICH – TECHNOLOGIA SLS .............................................. 58
4.4 DRUK 3D Z CIECZY – TECHNOLOGIA SLA ................................................................... 62
5 BUDOWA DRUKARKI 3D KROK PO KROKU ........................................................ 71
5.1 DRUKARKI REPRAP ............................................................................................... 71
5.2 OD CZEGO ZACZĄĆ? .............................................................................................. 71
5.3 WYKAZ NIEZBĘDNYCH CZĘŚCI .................................................................................. 71
5.3.1 Części z tworzywa sztucznego ................................................................. 71
5.3.2 Części mechaniczne ................................................................................. 77
5.3.3 Części elektroniczne ................................................................................. 83
5.4 BUDOWA RAMY ................................................................................................... 89
5.4.1 Czym jest rama drukarki? ........................................................................ 89
5.4.2 Rodzaje wykonania ................................................................................. 89
5.4.3 Montaż krok po kroku ............................................................................. 90
5.5 STELAŻ POD STOLIK ............................................................................................... 96
5.5.1 Stelaż i jego funkcje ................................................................................. 96
Spis treści
4
5.5.2 Montaż krok po kroku ............................................................................. 96
5.6 NAPĘD OSI Y ....................................................................................................... 98
5.6.1 Działanie napędu ..................................................................................... 98
5.6.2 Jak wykonać własne prowadzenie paska zębatego? ............................... 98
5.6.3 Montaż krok po kroku ........................................................................... 100
5.7 KONSTRUKCJA RAMY - CZĘŚĆ DRUGA ...................................................................... 105
5.7.1 Rama w oryginalnej Prusie .................................................................... 105
5.7.2 Projekt ramy .......................................................................................... 106
5.7.3 Montaż krok po kroku ........................................................................... 107
5.8 MONTAŻ OSI X .................................................................................................. 109
5.8.1 Montaż krok po kroku ........................................................................... 110
5.9 KONSTRUKCJA OSI Z ............................................................................................ 117
5.9.1 Napęd śrubowy ..................................................................................... 117
5.9.2 Montaż krok po kroku ........................................................................... 118
5.10 EXTRUDER ........................................................................................................ 123
5.10.1 Extruder – serce drukarki....................................................................... 123
5.10.2 Podział extruderów ................................................................................ 124
5.10.3 Bowden czy direct? ................................................................................ 124
5.10.4 Głowica extrudera ................................................................................. 126
5.10.5 All metal czy inna głowica? ................................................................... 127
5.11 PRZYGOTOWANIE GŁOWICY .................................................................................. 127
5.11.1 Montaż E3D Lite6 .................................................................................. 128
5.11.2 Montaż krok po kroku ........................................................................... 133
6 ELEKTRONIKA - MÓZG DRUKARKI ................................................................... 145
6.1 PLATFORMA ARDUINO - MIKROKONTOLERY ............................................................. 145
6.1.1 Układ AT Mega 2560 ............................................................................. 146
6.2 RAMPS 1.4 ..................................................................................................... 147
6.2.1 Wtyczki BLS ........................................................................................... 149
6.2.2 Jak przygotować wtyczkę BLS? .............................................................. 149
6.3 POLOULU STEPSTICK A4988 ................................................................................ 151
6.3.1 Budowa i działanie silnika krokowego .................................................. 151
6.3.2 Sterownik silnika krokowego ................................................................. 152
6.3.3 Wyprowadzenia silnika ......................................................................... 153
6.3.4 Podłączenie Pololu A4988 ..................................................................... 156
6.4 MONTAŻ ELEKTRONIKI DO RAMY ........................................................................... 157
6.5 WYŁĄCZNIKI KRAŃCOWE ...................................................................................... 158
6.5.1 Jak działa endstop? ............................................................................... 158
6.5.2 Wyłączniki krańcowe w drukarce .......................................................... 158
Spis treści
5
6.5.3 Przygotowanie endstop’u ...................................................................... 159
6.5.4 Inne rodzaje endstop'ów ....................................................................... 160
6.5.5 Montaż wyłączników krańcowych ......................................................... 160
6.6 TERMISTORY - CZUJNIKI TEMPERATURY ................................................................... 164
6.6.1 Dobór termistora ................................................................................... 164
6.7 HEATED BED ..................................................................................................... 164
6.7.1 Zalety wykorzystania stołu grzejnego ................................................... 164
6.7.2 Budowa i rodzaje stołów grzejnych ....................................................... 165
6.7.3 Heated Bed MK2B ................................................................................. 166
6.7.4 Montaż krok po kroku ........................................................................... 166
6.8 KONTROLER ...................................................................................................... 168
6.8.1 Możliwości kontrolera ........................................................................... 168
6.8.2 Montaż krok po kroku ........................................................................... 171
6.9 OKABLOWANIE .................................................................................................. 176
6.10 ZASILANIE ......................................................................................................... 177
6.10.1 Dobór zasilacza ..................................................................................... 178
6.10.2 Podłączenie przewodów zasilania ......................................................... 178
6.10.3 Przewody silników ................................................................................. 183
6.10.4 Przewody wyłączników krańcowych ..................................................... 187
6.10.5 Okablowanie extrudera ......................................................................... 189
6.10.6 Przewody stołu grzejnego ..................................................................... 195
7 MARLIN - OPROGRAMOWANIE DRUKARKI ..................................................... 201
7.1 CZYM JEST MARLIN? ........................................................................................... 201
7.2 INSTALACJA ARDUINO IDE ................................................................................... 201
7.2.1 Instalacja Arduino IDE na systemach Windows .................................... 201
7.2.2 Instalacja Arduino IDE na systemach Linux ........................................... 203
7.3 PROGRAM TESTOWY ........................................................................................... 205
7.3.1 Instalacja sterownika ............................................................................ 208
7.4 KONFIGURACJA MARLIN’A ................................................................................... 211
7.4.1 Getting Started ...................................................................................... 213
7.4.2 Thermal Settings ................................................................................... 214
7.4.3 PID Settings ........................................................................................... 215
7.4.4 Thermal Runaway Protection ................................................................ 218
7.4.5 Endstops Settings .................................................................................. 219
7.4.6 Movement Settings ............................................................................... 220
7.4.7 LCD and SD support ............................................................................... 223
8 PRZYGOTOWANIE OBIEKTÓW DO DRUKU ...................................................... 229
Spis treści
6
8.1 MODELE ........................................................................................................... 229
8.2 SLICER’Y ........................................................................................................... 229
8.2.1 Język zapisu poleceń G-code .................................................................. 229
8.3 SLIC3R ............................................................................................................. 229
8.3.1 Instalacja aplikacji ................................................................................. 230
8.3.2 Okno aplikacji ........................................................................................ 231
8.3.3 Plater ..................................................................................................... 232
8.3.4 Print settings ......................................................................................... 236
8.3.5 Filament settings ................................................................................... 244
8.3.6 Printer settings ...................................................................................... 246
9 PIERWSZY WYDRUK ....................................................................................... 253
9.1 USTAWIENIE PRĄDU SILNIKÓW KROKOWYCH ............................................................ 253
9.2 TEST OSI ........................................................................................................... 254
9.3 POZIOMOWANIE STOŁU ....................................................................................... 256
9.4 KOSTKA KALIBRACYJNA ........................................................................................ 257
9.5 CO WYDRUKOWAĆ NA POCZĄTKU? ........................................................................ 259
10 TROUBLESHOOTING - ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW ................................... 265
10.1 ZŁE WYMIARY WYDRUKÓW ................................................................................... 265
10.2 OVEREXTRUSION - CZYLI ZA DUŻO FILAMENTU .......................................................... 266
10.3 UNDER EXTRUSION - CZYLI ZA MAŁO FILAMENTU ....................................................... 266
10.4 GUBIENIE KROKÓW SILNIKA .................................................................................. 267
10.5 SŁABA PRZYCZEPNOŚĆ WYDRUKU DO STOŁU ............................................................. 268
10.6 PRZERWY W WYPEŁNIENIU OSTATNIEJ WARSTWY ...................................................... 270
10.7 STRINGING - CZYLI NITKOWANIE ............................................................................ 271
10.8 ZACINANIE SIĘ EXTRUDER'A .................................................................................. 273
10.9 PRĄŻKI NA POWIERZCHNI WYDRUKU ...................................................................... 273
10.10 PRZEGRZEWANIE WYDRUKU ............................................................................. 274
10.11 ROZWARSTWIANIE WYDRUKU ........................................................................... 275
11 DRUKARKA Z ODZYSKU .................................................................................. 279
11.1 NIETYPOWA KONSTRUKCJA ................................................................................... 279
11.2 POZIOM TRUDNOŚCI ........................................................................................... 279
11.3 POTRZEBNE CZĘŚCI ............................................................................................. 279
11.3.1 Podstawowe części – napędy CD-ROM ................................................. 279
11.3.2 Części mechaniczne ............................................................................... 280
11.3.3 Części elektroniczne ............................................................................... 282
11.4 PRZYGOTOWANIE NAPĘDÓW OPTYCZNYCH .............................................................. 285
Spis treści
7
11.5 RAMA DRUKARKI ................................................................................................ 292
11.6 MONTAŻ OSI ..................................................................................................... 293
11.6.1 Montaż osi X .......................................................................................... 294
11.6.2 Montaż osi Y oraz stołu ......................................................................... 298
11.6.3 Montaż osi Z .......................................................................................... 304
11.7 MONTAŻ GŁOWICY ............................................................................................. 308
11.8 POŁĄCZENIE OSI Z RAMĄ ...................................................................................... 309
11.9 EXTRUDER ........................................................................................................ 320
11.10 ELEKTRONIKA ................................................................................................ 322
11.10.1 Montaż mikrokontrolera ................................................................... 322
11.10.2 Wyłączniki krańcowe ......................................................................... 327
11.11 OKABLOWANIE .............................................................................................. 329
11.11.1 Podłączenie silników .......................................................................... 329
11.11.2 Podłączenie wyłączników krańcowych .............................................. 331
11.11.3 Podłączenie głowicy i extrudera ........................................................ 333
11.11.4 Wentylator głowicy ........................................................................... 334
11.12 ZASILANIE ..................................................................................................... 335
11.12.1 Przygotowanie zasilacza ATX ............................................................ 335
11.13 SOFTWARE .................................................................................................... 339
11.13.1 Ustawienie kroków silnika ................................................................. 339
11.14 PIERWSZE URUCHOMIENIE ............................................................................... 339
11.14.1 Regulacja sterowników silników krokowych ..................................... 339
11.14.2 Komunikacja z drukarką .................................................................... 340
11.14.3 Kalibracja PID .................................................................................... 348
11.14.4 Załadowanie filamentu ..................................................................... 348
11.14.5 Przygotowanie stołu roboczego ........................................................ 349
11.14.6 Wydruk .............................................................................................. 350

  • Назва: Buduję swoją pierwszą drukarkę 3D
  • Автор: Szymon Terczyński, Damian Gąsiorek, Marek Smyczek, Grzegorz Kądzielawski
  • ISBN: 978-83-65645-05-0, 9788365645050
  • Дата видання: 2018-12-01
  • Формат: Eлектронна книга
  • Ідентифікатор видання: e_1qff
  • Видавець: ITStart