Сборка 3D-принтера Prusa i3 Steel: механическая часть
Пошаговое описание сборки механики принтера Prusa i3 Steel из проекта RepRap: рама, каретки, двигатели, ремни и концевики.
Prusa i3 Steel — одна из самых удачных и распространённых моделей проекта RepRap, вариант со стальной рамой вместо конструкции на шпильках. Ниже описана сборка механической части; подключение электроники — отдельный этап.
Комплектующие и инструмент
- комплект корпусных деталей;
- полированные валы диаметром 8 мм: 2 шт. по 397 мм, 2 по 370 мм, 2 по 420 мм;
- две шпильки М5 длиной 345 мм для оси Z и шпилька М8 для держателя катушки;
- две соединительные муфты 5х5 мм;
- линейные подшипники LM8UU — 11 шт., подшипники 608ZZ и 625ZZ — по 2 шт.;
- 2 метра зубчатого ремня GT-2 и два шкива GT-2 на 16 зубьев;
- зеркало или стекло для нагревательного стола, 4 пружины и 4 канцелярских зажима;
- набор гаек, винтов, шайб и пружинок, 25 стяжек, 3 метра оплётки для проводов.
Из инструмента нужны набор отвёрток, пассатижи и паяльник с принадлежностями.
Рама
В раму вставляют боковые косынки и крепят винтами М3х12. Отверстие под кнопку управления дисплея должно оказаться справа, если смотреть спереди. Если детали туго входят в пазы, лишний слой краски на них снимают напильником.
Заднюю стенку собирают с кронштейном под двигатель; резьбовые заклёпки для винтов пластины, фиксирующей валы, должны смотреть внутрь рамы.
На вал мотора ставят зубчатый шкив. Узел крепления двигателя собирают из двух держателей и нейлоновых стоек 9 мм на винтах М3х20, не затягивая их до конца.
Узел вставляют в пазы по центру стенки, фиксируют винтами М3х12 и после этого окончательно затягивают крепление мотора. Рёбра жёсткости удобнее прикрутить до установки задней и передней стенок. Затем заднюю стенку крепят к корпусу.
На переднюю стенку ставят натяжитель ремня. Он собирается на винтах М3х12 и одном М3х30; подшипник 608ZZ выставляют шайбами диаметром 8 мм, через него проходит болт М8х25 с колпачковой гайкой. Стенку с натяжителем крепят к корпусу и рёбрам жёсткости винтами М3х12.
Далее устанавливают держатели двигателей оси Z: отверстия под валы в левом и правом держателе должны быть обращены в противоположные стороны. В торцевые опоры верхней части вставляют подшипник 625 для ходового винта, фиксируют винтом М3х6, а сами пластины крепят к верху корпуса винтами М3х12.
Каретка нагревательной платформы
Подшипники LM8UU укладывают в пазы каретки и прижимают пластинами на винтах М3х12 (допустимы и пластиковые стяжки). Чтобы подшипники встали соосно, сначала вставляют вал и только потом равномерно затягивают винты. Фиксатор ремня крепится на шестигранных латунных стойках винтами М3х6.
Валы вставляют в переднюю стенку, надевают на них каретку и доводят до задней стенки. С обеих сторон валы закрепляют прижимными пластинами на винтах М3х12, при необходимости подкладывая шайбы.
Каретки и модуль оси X
Левая и правая каретки, а также каретка экструдера собираются на винтах М3х12; подшипники LM8UU в каждой фиксируют двумя стяжками на подшипник. В левой каретке подшипник 608ZZ крепят болтом М8х25 с колпачковой или обычной гайкой. Нюансы:
- пластина с резьбовой заклёпкой для ходового винта должна быть перпендикулярна стенке каретки;
- в правой каретке, где стоит двигатель, пластина для регулировочного винта ставится резьбовой гайкой вверх;
- у каретки экструдера подшипники обращены внутрь, а упор концевика крепится винтом М3х12 в её правой части.
Оба вала длиной 420 мм вставляют в левую каретку и фиксируют винтами М3х16 в резьбовых заклёпках. На валы надевают каретку экструдера, свободные концы заводят в правую каретку, но её прижимные винты пока не затягивают — это делают после установки модуля на валы оси Z, чтобы каретки свободно ходили по вертикали.
Двигатели
Двигатели оси Z крепят в держателях винтами М3х6, разъёмы проводов заводят в отверстия рамы. На валы моторов надевают муфты и затягивают их нижние прижимные винты. Валы оси Z длиной 370 мм пропускают через верхнюю торцевую пластину и каретки модуля оси X и опускают в отверстие держателя двигателя. Сверху валы фиксируют гайкой М3 и винтом М3х12.
После проверки вертикального хода модуля затягивают винты М3х16 оси X. Собранный модуль временно подвешивают на стяжке; ходовые винты вкручивают в самую последнюю очередь. Двигатель оси X ставят на винты М3х20 с нейлоновыми стойками 3х14 мм.
Ремни
Ремень стола одним концом крепят стяжкой к пластине стола, другой проводят за шкив двигателя и через подшипник натяжителя, возвращают в отверстие пластины, натягивают рукой и фиксируют стяжкой. Натяжитель при этом должен быть ослаблен; затем его прижимным винтом выбирают нужное натяжение.
Ремень оси X закрепляют на каретке экструдера, проводят через шкив двигателя и подшипник противоположной каретки, возвращают в держатель ремня на каретке экструдера, натягивают и фиксируют стяжкой.
Концевые выключатели
- Ось Y: концевик на нейлоновых резьбовых стойках крепится винтами М3х6 к ребру жёсткости и должен срабатывать от подшипника каретки стола; при необходимости под стойки подкладывают шайбы.
- Ось X: концевик крепят к держателю двумя винтами М3х16, выставляя гайками М3; держатель притягивают стяжками к валам вплотную к левой каретке. Срабатывание — от каретки экструдера.
- Ось Z: концевик ставят на держатель винтами М3х6 через нейлоновые стойки 3х9, держатель закрепляют на нужной высоте винтом М3х12.
В каретку с двигателем оси X вкручивают регулировочный винт М4х40 с пружинкой. Последний шаг — закрепить на раме винтами М3х12 кронштейны и установить на них держатель катушки. На этом механическая часть готова, далее следует подключение электроники.