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.

Urd, серийный номер 1, печатает деталь для серийного номера 5.

Urd, серийный номер 1, печатает деталь для серийного номера 5.

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.

Кронштейн мотора Z, размеры 125x54x20 мм.

Кронштейн мотора Z, размеры 125x54x20 мм.

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.


  1. Сразу предупреждаем – и напишем это еще неоднократно где только можно – что хотя конструктивно аппарат позволяет использовать для печати поливинилхлорид (ПВХ), и давиться он будет, мы настоятельно рекомендуем этого не делать, из-за выдающейся ядовитости продуктов сгорания данного пластика. ↩︎

  2. Для прутка толще 1мм дело ограничится заменой фторопластовой трубочки. ↩︎

  3. Без учета времени предварительного разогрева стола. Стол разогревается с комнатной температуры до рабочей за 10-15 минут. ↩︎

  4. Например, наш основной подшипник калибра 6200 используется во множестве автомобильных генераторов. ↩︎

  5. Практически, мы еще не придумали как бы это делать половчее. ↩︎

  6. Сколько удастся получить когда в прошивку будет таки дописан разгон-торможение – трудно сказать, но думаю, до 280 мм/c холостого хода по диагонали легко. Максимальная скорость собственно печати все-таки больше зависит от вязкости пластика. ↩︎