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"3DP", una stampante 3D

In questa pagina, presento la mia stampante 3D.

Oggi, le stampanti 3D sono molto popolari ed usate in diversi settori.
Per varie ragioni, ma anche per puro "divertimento", ho deciso di non acquistare una stampante commerciale ma di costruirne una per mio conto.

In breve, questa macchina è un grado di creare oggetti solidi, in ABS o altri materiali plastici, partendo da un disegno in 3D.
La stampante fa uso della tecnologia Fused Filament Fabrication (FFF), chiamata anche Fused Deposition Modelling (FDM).

Per ogni dettaglio riguardo questa tecnologia, rimando ad una ricerca su Google con "3D printer FFF" e/o alla visione di filmati su YouTube.

Oh, la fresatura di tutte le parti necessarie per costruire questa macchina è anche un ottimo test per il mio router CNC !



In this page, I present my 3D printer.

Today, 3D printers are very popular and used in several fields.
For various reasons, and also for fun, I decided to not buy a commercial one but to build one by myself.

Shortly, this is a machine capable to create solid objects, in ABS or other plastics, from a 3D drawing.
It uses the Fused Filament Fabrication technology (FFF), also called Fused Deposition Modelling (FDM).

If you don't know FFF technology, I suggest to search "3D printer FFF" on Google and/or watch something on YouTube.

Oh, the milling of all the necessary parts to build this machine is also a great test for my CNC router !



 

Caratteristiche

Queste sono le principali caratteristiche della stampante:

- struttura in metacrilato e alluminio
- area di stampa 200x200x200mm
- velocità di spostamento superiore a 110mm/s su ogni asse (Z compreso)
- scorrimenti con barre in acciaio temprato e manicotti a ricircolo di sfere (per ciascun asse)
- movimento degli assi X ed Y mediante pulegge e cinghia GT2
- estrusore in metallo (E3D v6) con ugello d0.3mm e riscaldatore da 40W (alimentato a 12V)
- piatto riscaldato da 200W (alimentato a 230Vac, controllato mediante TRIAC)
- elettronica Arduino MEGA2560 + RAMPS; slot SD card per stampa indipendente; porta USB frontale
- firmware Marlin (modificato)
- dimensioni della struttura 335x335x420mm


Il progetto

Un disegno in 3D dell'intera struttura ha permesso di ragionare sulla fattibilità della stampante.
Ho cercato mantenere una discreta area di stampa (compatibilmente con i piatti riscaldati presenti in commercio) e le dimensioni esterne più contenute possibili.
In fase di progetto, ho anche tenuto conto che avrei realizzato le pareti della struttura e molti altri dettagli con il router CNC presentato in queste pagine.
Questa fase ha richiesto parecchio tempo per via dell'elevato numero di vincoli.


Realizzazione

Anche la realizzazione pratica ha richiesto la sua dose di pazienza.
Di seguito la foto del carrello dell'asse X durante alcune prove. E' completo di motore, cinghia, e tendicinghia.


La cinghia acquistata è del tipo aperto, ed è stato necessario fresare un apposito morsetto dentato (fissato al carrello) per giuntarne le estrenità.

Questo è il profilo dei denti della cinghia GT2.
Tale profilo non è soggetto allo slittamento della cinghia sulla puleggia tipico delle cinghie trapezoidali.


Di seguito un'altra foto dell'asse X montato sulla struttura.
E' stato necessario fresare delle staffe (azzurre) per ancorare i cuscinetti lineari alle spalle dell'asse X.


L'estrusore utilizzato è un E3D v6, completamente in metallo ed in grado di sopportare alte temperature.
L'angolare di supporto e la piastrina di fissaggio dell'estrusore all'angolare sono in alluminio. Anche la piastrina è stata disegnata appositamente e fresata con il router CNC presentato in queste pagine.

 

Parte superiore

La parte superiore permette la dispersione del notevole calore generato in fase di stampa.
Nell'immagine che segue si può notare il flat-cable che collega il carrello Y alla struttura.


Pannello frontale

La stampante 3D è composta anche da alcune parti... stampate da lei stessa!
Il coperchio posto sopra il circuito con il connettore per la SD card (a sinistra), il supporto inclinabile per l'LCD (al centro), e la manopola dell'encoder (a destra) sono alcune delle parti stampate.
E' stato possibile utilizzare (e quindi collaudare!) la stampante prima che fosse interamente completata.

Sulla base, dietro il display, trovano posto un alimentatore switching da 12V 150W (il consumo dell'elettronica è molto inferiore) e l'elettronica di controllo, anch'essa coperta da una protezione metallica.

A causa della limitata area di lavoro del router CNC, è stato d'obbligo realizzare la struttura in due sezioni (quella superiore trasparente e quella inferiore grigia semitrasparente).
Queste sezioni sono unite da quattro angolari plastici trasparenti. La robustezza meccanica della struttura è garantita da dei denti presenti sulle varie pareti.


Al fine di mantenere l'ingombro della stampante contenuto ed una certa comodità d'uso, ho deciso di rendere il display inclinabile.
In molti casi (ad esempio se la stampante è appoggiata su un tavolo), la possibilità di inclinare il display migliora la sua leggibilità.
La manopola dell'encoder, che non sporge dalla struttura, è comodamente manovrabile e al riparo da urti e danneggiamenti involontari.

 

Spool Holder

Avendo a disposizione delle rotelle dotate di cuscinetto, ho deciso di realizzare anche un porta-rotolo personalizzato.
Le dimensioni ridotte sono la sua particolare caratteristica. La larghezza è regolabile senza bisogno di agire su alcuna vite, in quanto le due sezioni scorrono una sull'altra.


Le misure del porta-rotolo lo rendono idoneo a praticamente qualsiasi rotolo "commerciale" (fino a 1kg) di materiale plastico per stampanti 3D.

Sopra, il porta-rotolo con un
piccolo rotolo da 200g.

A sinistra, lo stesso porta-rotolo
con un rotolo da 1kg.


Stampe !

Di seguito alcune prove di stampa con ABS di diversi colori.


Alcuni dei disegni di questi oggetti sono stati scaricati da Internet. Il morsetto (grigio) è stato disegnato con AutoCAD. Il nome (bianco) è stato disegnato con OpenSCAD.
Il file .GCODE necessario alla stampante è stato prodotto con il software Slic3r.
Stampando a temperature relativamente elevate (piatto a circa 110°C, estrusore a circa 250°C, si possono ottenere buoni risultati.



Download

Manopola a pressione per encoder con albero da 6mm di diametro - File STL e sorgente OpenSCAD
Protezione per la morsettiera dell'alimentatore Mean Well RS-150 (vivamente consigliata) - File STL e sorgente OpenSCAD

(continua...)


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