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.

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.

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.

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.

update: Если вы вдруг посетили эту страницу спустя десять лет – нет, мы их больше не продаём. Но страница, и вообще вся эта эпопея – полезная информация для будущих поколений.