3D-принтер BiZon 2: конструкция, кинематика и электроника

3D принтеры · 01 августа 2022

Разбираем устройство Bizon 2 — закрытого FDM-принтера с полем 300х300х400 мм, кинематикой CoreXY, рельсами по всем осям и экструдером типа BMG.

От подвижного стола к CoreXY

Первый Bizon появился как доступный принтер с полем 300х300 мм и был построен на основе Prusa i3 Steel: стальная рама, проверенная электроника, простое обслуживание. Главным его ограничением оставался стол, который постоянно ездит по оси Y во время печати. В Bizon 2 от этой схемы отказались: платформа неподвижна в плоскости и только опускается при смене слоя. Вместе с этим изменились корпус, кинематика, направляющие и электроника, так что по сути это другая машина. Ниже описана версия V2.2.

Основные характеристики

Принтер рассчитан на ABS, PLA, PETG, HIPS, PVA, нейлон, гибкие и композитные материалы. Нарезать модели можно в Repetier-Host, Slic3r, Cura или Simplify3D под Windows, Mac OS и Linux. Автокалибровка стола и RGB-подсветка с индикацией состояния относятся к опциям.

Корпус и закрытая камера

Корпус сделан из стали толщиной 2 мм и окрашен порошковой краской; задняя стенка, на которой закреплены рельсы и ШВП оси Z, имеет толщину 3 мм. Камеру закрывают боковые окна из поликарбоната, дверцы и крышка. Это важно для пластиков, чувствительных к перепадам температуры, — ABS, HIPS, нейлона.

Все панели держатся на винтах и при необходимости снимаются. Дверцы на пластиковых петлях открываются на 180 градусов и не мешают доставать деталь. Крышка стальная, с окном из поликарбоната, почти плоская; она стоит на направляющих и легко снимается, когда нужно добраться до экструдера. Поликарбонат сохраняет свойства примерно до 130 градусов, не деформируется и воспламеняется при температуре выше 500 градусов.

Слева от стола предусмотрен отсек для катушки массой до 1 кг: пластик находится в тёплой камере, а нить по тефлоновой трубке идёт прямо к хотенду. Для катушек на 2,5 кг можно напечатать наружный держатель.

Механика осей X, Y и Z

В CoreXY, в отличие от H-bot, работают два ремня, и балка оси X не перекашивается — на большом поле это заметно. Ремни здесь проложены на одном уровне, из-за чего они перекрещиваются в зоне под дисплеем. Чтобы длинные ремни меньше тянулись, вместо обычных 6 мм взят GT2 шириной 10 мм. Направляющие — рельсы MGN-12 с удлинённой кареткой. Планка оси X вырезана из стали 5 мм с облегчающими окнами.

По оси Z вместо привычных валов и трапецеидального винта стоят две рельсовые направляющие, прикрученные к корпусу, и шариковинтовая передача диаметром 16 мм в металлической опоре. Опора обеспечивает соосность и разгружает двигатель. Каретка стола сварная, из листа 2 и 3 мм, с рёбрами жёсткости и вырезами для снижения массы — она не вибрирует и не прогибается под тяжёлой деталью.

Силиконовый нагреватель приклеен к перфорированной алюминиевой пластине: отверстия уменьшают массу и коробление при нагреве. Стол питается от сети 220 В через твердотельное реле, поэтому греется быстро и равномерно. Выравнивают его по восьми точкам по краям и одной в центре.

Электроника

• Плата управления — 32-битная SKR V1.3 со сменными драйверами (совместима с A4988, DRV8825, LV8729, TMC).
• На осях X и Y установлены TMC2208, на оси Z и экструдере — A4988.
• Концевые датчики: оптические по X и Y, индуктивный по Z.
• Дисплей MKS Mini12864 с RGB-подсветкой, русским языком и слотом SD для автономной печати.

Плата и блоки вынесены на заднюю стенку под дверцу на петлях. Чтобы поменять драйвер или добавить, например, автокалибровку, принтер не нужно переворачивать — доступ занимает несколько секунд.

Экструдер и обдув

Вместо печатного корпуса подачи используется экструдер типа BMG с системой Dual Drive: нить толкают сразу две зубчатые шестерни, а редуктор 3:1 повышает усилие. Закрытый канал до хотенда не даёт прутку изгибаться, что помогает при работе с гибкими и скользкими материалами вроде нейлона. Прижим настраивается винтом, а подпружиненный рычаг разводит шестерни для быстрой смены нити. Корпус литой. Из недостатков — высокая стоимость узла и то, что подачу не видно снаружи.

Модель охлаждают два вентилятора на шарикоподшипниках, расположенные с двух сторон. Металлические сопла обдува направляют воздух на деталь, а не на сопло, и снимаются примерно за полминуты.

Кому подходит

Bizon 2 — не принтер начального уровня. Большая закрытая камера, нагрев до 350 градусов и жёсткая механика делают его инструментом для прототипирования, изготовления функциональных деталей и работы с инженерными пластиками. При этом благодаря драйверам TMC он работает сравнительно тихо, и использовать его можно не только в мастерской, но и дома.

← Все статьи