Уважаемые читатели! Представляем вашему вниманию наш проект профессионального комплекса для 3Д сканирования и печати — ИРБИС. Его можно смело назвать 3Д МФУ.
Комплекс «Ирбис» и был разработан, чтобы 3D печать стала доступной всем. Стоимость килограммового изделия равна стоимости килограмма гранул AБС пластика, т.е. примерно 3 доллара США. А простота и точность печати приятно порадуют любого пользователя. Самостоятельно разработать и напечатать свою модель сможет даже десятилетний ребенок, немного знающий компьютер.
Желающие могут поддержать проект на Бумстартере (это отечественная платформа для краудфандинга). Себестоимость устройства оценивается в 250 тыс. рублей, тогда как стоимость только одного 3Д принтера с аналогичными характеристиками превышает несколько миллионов, и требует очень дорогих расходных материалов. Поддержавшие проект на бумстартере в размере себестоимости получат устройство бесплатно. Поддержавшим меньшими суммами предлагаются различные поощрения в виде распечатанных 3Д моделей с бесплатной доставкой. Планируется, что цена устройств в рознице будет в 1.5-2 раза выше себестоимости.
Как мы пришли к созданию ИРБИСа.
Полгода назад у нас появилась потребность в изготовлении монолитной, без склеек, детали длиной 49 см из АБС пластика. Но заказать оказалось невозможно!!! Пробовали найти приемлемый по цене принтер, но цена начиналась от 2.5 миллиона рублей.
Вот тогда и появилась идея сконструировать свой принтер. Имея собственный опыт конструирования подобных систем более 6 лет. Поискав в интернете выяснили, что и 3-Д сканер нужного качества стоит от 250 тыс. руб. Кроме этого не радовала и цена на пруток для печати, начинавшаяся от 2400 руб. за 1 кг. Чтобы не наступать на грабли и не покупать разные принтеры, решили заказать небольшие детали на разных принтерах. Результат явно не обрадовал. Принтеры в диапазоне цен до 1000 долларов давали погрешность в размерах на 100 мм до 5 мм!!! Ценой до 3500 долларов погрешность составляла 1.5 % от размера детали. Для нас это оказалось неприемлемо. Заказать детали на более дорогих моделях не смогли, не знали у кого.
По истечении полугода у нас появился полноценный проект в «чертежах» позволяющий выполнять 3-Д печать размером 525 Х 415 Х 415 мм с автоматическим сканером и экструдером производительность не менее 0.6 кг в час и все в одном корпусе и под общим управлением. Особо стоит отметить, что принтер, сканер и экструдер могут работать как одновременно так и раздельно и автономно.
Наличие в составе комплекса экструдера избавляет от необходимости покупать дорогой пластик по заоблачным ценам а использовать гранулы стоимостью всего 3 доллара за кг и дает возможность быстро изготовить необходимое количество материала для печати различного цвета. А наличие автоматического сканера делает возможным быстрое копирование любых изделий не отходя от комплекса.
Устройство комплекса
Ниже приведен эскиз внешнего вида и примерная компоновка комплекса. 
При проектировании изначально мы выбрали высокоточные и высокопрочные модули линейного перемещения HIWIN известнейшей корейской компании, тем самым отказавшись от самодельщины и кустарщины. Точность достигает 0.01 мм на 300 мм перемещения. Использовали прочный алюминиевый корпус исключающий вибрации. Запас по прочности выбрали трехкратный. Эти меры позволяют достигать длительности непрерывной работы на отказ как минимум 10000 часов. Сведены к минимуму и время и затраты на сервис.
Кроме всего перечисленного, имеется возможность печатать не только пластиком, воском, но и при замене печатающей головки и загрузочного модуля, металлами: оловом, свинцом и алюминием!!!
Ниже — фото используемых комплектующих.
Вопрос по проекту было задано много. На некоторые постараемся ответить.
Какой стол использован в комплексе?
Стол из стеклокерамики толщиной 4 мм. Имеется регулируемый подогрев стола до 120 ° C. Стол неподвижный. Стеклокерамика применена из соображений, что коэффициент теплового расширения равен практически 0 при температуре до 150 ° C, а у AБС составляет 0.09. Такая разница в расширении позволяет легко отделять модель от стола после остывания модели. Стол сам подаст сигнал, что модель можно снять.
Какой материал для печати можно использовать кроме АБС пластика?
Кроме АБС пластика, при смене настроек печати, вполне можно использовать ПВХ, ПЭ, ПБ, ПВФ, ПЭХ, СВП и конечно же PLA.
Какая управляющая программа используется в комплексе?
Для управления был выбран LPT порт. Вы делаете на компьютере 3D модель в любой программе, которая сохраняет данные в формате STL, загружаете в комплекс и задаете толщину слоя печати, а он самостоятельно «режет» модель на слои, равные толщине слоя печати, сохраняет на своем жестком диске и предлагает «предпросмотр». Все, что нужно, что бы перейти к печати – нажать кнопку «Печать». Если возникли ошибки, вы можете их исправить у себя на компьютере и вновь повторить описанную процедуру. Легче не бывает!
Какие особенности имеет кинематика принтера в комплексе?
Основной и пожалуй главной особенностью является добавочная (третья) направляющая для каждой оси. Такое построение кинематики необходимо для обеспечения жесткости и точности всей конструкции.
Какой экструдер использован?
Экструдер шнековый. Питание 12 вольт. Особенность в том, что для полноценной экструзии нужны 4 зоны нагрева, а мы применили только две. При этом сохранили зону дегазации. Этого оказалось вполне достаточно для получения нити необходимого качества.
Какие двигатели применены?
Шаговые двигатели ST55.
Что насчет сканера?
Важной особенностью сканера является синхронизация работы поворотного стола и самого сканера. Получается эффект стробоскопа. Этим устраняется влияние вибраций, а следовательно повышается качество сканирования. Для сканирования больших объектов сканер отсоединяется от комплекса. Качество сканирования, в этом случае, будет определятся наличием штатива или другого поддерживающего устройства.
Почему назвали ИРБИС?
Ирбис это название снежного барса, а снежный барс это красивое, быстрое, бесшумное и очень точное при нападении животное. Соответственно комплекс Ирбис — высокоточный быстрый и малошумный инструмент для создания 3-Д изделий.
Технические характеристики
- Жесткий алюминиевый корпус с пластиковыми накладками.
- Габариты комплекса, длина, ширина, высота в мм: 870 Х 492 Х 650.
- Область печати, длина, ширина, высота в мм: 525 Х 415 Х 415.
- Объем печати: 90,41 литра!!!
- Точность по всем осям: 0.05 мм на полную длину оси.
- Использованы прецизионные модули перемещения корейской компании HIWIN.
- Повторяемость: не хуже 0.025 мм.
- Толщина слоя печати регулируемая: от 0.17 мм до 0.6 мм
- Скорость печати: до 250 мм./мин.
- Объем печати: 35 — 120 куб. см. в минуту.
- Стол с регулируемым подогревом до 120 градусов С.
- Автоматическая калибровка по осям Х и Y. Ось Z в регулировке не нуждается.
- Печатающие головки: 2 шт. в опции до 6 -ти шт.
- Сканер лазерный, автоматический с поворотным столом и разрешением не хуже 0.025 мм по всем осям.
- Экструдер для пластика: шнековый с электроприводом и автоматической намоткой прутка на катушку.
- Температура регулируемая до 280 градусов С.
- Загрузочный бокс 5 кг.
- Производительность для 3 -х мм прутка: от 0.6 кг./час. при допуске по диаметру не более ±0.1 мм.
О руководителе проекта
Автор проекта и данного поста — Павел Клепиков. Родился в 1963 году в г.Иркутске. Закончил Геологоразведочный технику. После службы в армии закончил Иркутский политехнический институт. Работал в отрасли машиностроения. Последние 7 лет работает над созданием кибернетических роботов и систем перемещения и упаковки. С детства увлекался радиолюбительством. Первый компьютер собрал в 1992 году. Первый робот-манипулятор в 1994 г. Наиболее значимая разработка последних лет — система автоматизации, сортировки и упаковки сыпучих веществ (проект запущен в 2001 г.).
Еще раз ссылка на проект на Бумстартере (это отечественная платформа для краудфандинга). Проект ищет финансирования на сумму в 250 тысяч рублей.
К сожалению, не хватает кармы занести пост в хаб 3D-Принтеры…
Автор: pavpp63
