組裝 3D 印表機 (盘古3D打印机) 硬體部分

新家第一篇, 當然要選給力的 ! (?)
介紹本實驗室新裝備 : 3D Printer
這是一項近幾年來興起的新科技
其實它使用的技術主要來自 CNC, 在電腦輔助設計上已行之有年
像是下指令用的 G-code, 我老哥十多年前就在學了
(不過 3D 印表機用的有經過修改, 下一篇會提)
步進馬達, 傳動皮帶, 滑軌, 都不是新東西
唯一一項進步, 也是最關鍵的, 就是噴出的材料
以往的射出成形材料多是顆粒狀, 透過壓力絞碎以及加熱熔成液態, 然後高壓射出
這東西可不容易在一般家庭中實現, 現在做成線狀的就比較容易使用

不過這東西一開始由於零件是客製化的, 售價不好看
而且大多老外在玩, 國內不太常看到, 直到最近兩三年
拍賣上越來越多相關產品, 加上對岸工廠量產, 價錢越殺越低
甚至有廠商推出超低價產品 : 金仁寶集團端出自有品牌3D印表機，售價僅1萬5千元
不知道賣了沒, 雖然我是沒興趣, 那並不符合本實驗室精神(?)
本實驗室秉持發揮人體機能的精神買了套件回來自己組
買的是對岸的 盘古3D打印机



拍賣網站上寫到 :

 - 套件可以做DIY。装配调试难度比较高，请慢慢享受自虐的快乐。

好 ! 這我喜歡XD

 - 我经常说，我卖的不是3D打印机，是服务。这话比较抽象。
   我还经常说，我卖的不是机器，是开源这个理念。这话更抽象。
   能理解的，请让我们一起做。

非常好 ! 開放設計細節, 容許修改空間
網站上還有許多揮灑熱血的介紹我就不複製了XD
關於對岸的套件以前有文章罵過, 我懂的, 我知道一定會有問題XD
不過這是為了提升技術而做的
因為技術成分高, 玩起來才有意義, 虐起來才會爽 (抖M?XD)
以前做過許多馬達相關的東西, 可是實際上拿去用的也只有曝光機一件
希望能藉此得到更多的應用經驗
除了馬達外還有一項技術也是讓我買這台的原因, 那就是 SD 卡
這台 3D 印表機帶有 SD 卡槽, 又是用 AVR 系列 MCU
看就知道一定是和我前篇 自製 MP3 播放機 一樣的技術
但我的技術有瓶頸, 那就是 SD 卡相容性有問題
買這套 3D 印表機亦是期望能抽出 SD 卡相關程式來參考
於是就定了一台, 然後也真的如同預期的被虐了XD

剛拿到時是這樣的

已經分裝過, 原本的盒子更多

接著組裝基本骨架


組裝加熱台和馬達


到這裡之前都還好, 接著就頭痛了
廠商附的文件是 Mendel 這台老外做的 3D 印表機的翻譯文件
盘古3D打印机是仿照 Mendel 設計, 不過許多元件改良過
像 Z 軸的接合頭, 原本老外用那什麼橡膠管啊, 臥槽 !
這些改進是好的, 但是你麻幫幫忙更新一下文件吧
到後面裝法都和 Mendel 不一樣了, 我只能憑感覺, 憑經驗, 憑想像進行安裝
超刺激的, 果然很爽XD

接著電氣部分, Mendel 說明書上對於這部分介紹非常謹慎, 途中不斷的提醒
不過由於我這說明書不對內容, 只能靠自己裝步進馬達的經驗來判斷
一開始先接線測

這是說明書上最不希望看到的裝法XD
說明書上是希望全部走線都穩固好才接上主板
但沒辦法, 我不知道這機器有沒有改過, 測試過正確我才裝上

接著上電, 發現線都是反的, 和說明書上不同
最後接成這樣 :


然後完工

花了一週, 每天下班就開工, 睡醒繼續做, 直到上班時間到再出門
我體驗到一天工作 18 小時是什麼感覺XD
不過遺憾的是地獄還沒結束XD
首先隨便選一個模型印看看


近看

大哥您不是說賣的是服務麼 ! 印這什麼鬼東西啊 ! XD
正確的擠出應該是穩定的直線, 可是上圖這一下粗一下細
一下有一下沒有, 就好像撸管打出來的樣子
哥買的應該是 3D 印表機, 不是 3D 撸管機啊 !!

於是上網找一些資料, 這種情況類似堵頭
不過堵頭原因不全是材料阻塞, 有其他因素, 這邊列出我找到的
首先, 有一種可能是送料喉管過熱, 導致材料絲未送達加熱端就先熔化了
這會導致後面的料不容易推進, 所以我先試著這樣解



買鋁條, 貼散熱, 期望能散去喉管熱量
結果 : 失敗
因為鋁條接觸到加熱塊, 散熱過頭
觀察溫度根本無法抵達熔化溫度XD
於是就想要換頭

左邊是新買的頭, 右邊是原本的
可以看到喉管長度不同, 規格也不一樣, 說到這我就必須念幾句
這盘古3D打印机是吃 1.75mm 的線料, 可是這噴頭看起來是 3mm 線料在用的
廠商沒有訂製 1.75mm 用的喉管和噴嘴, 卻硬是在 3mm 噴嘴上插根管子縮小內徑
使其能塞入 1.75mm 的料, 我合理懷疑這就是問題點, 因為別家都是線料直接插喉管
而不是像這家插入管子再塞進喉管, 就像帶了套子一樣, 這樣怎會舒服咧?XD
然後更好笑的是贈送了一捲 1.75mm 的 ABS 線料, 以及一段 3 公尺的 3mm 線料
你到底是要讓我用 1.75mm 還是 3mm 的啊? 搞的我好亂啊 !

新的喉管比較長, 比較容易做散熱, 但是裝不上機器, 管太細了
於是找來補土

這是日本製的機車排氣管補土, 耐熱 1000 度, 十分給力
但是使用後有問題, 這東西是用於開放區域, 必須通風才會乾
所以當我試圖將上圖左的金屬喉管固定到上圖右的送料管上時就出包了
因為補土糊成一球是不會乾的, 要塗成一片的才行
所以結果還是失敗, 於是就放絕招了, 整顆擠出總成換掉
買這個 :

一整組的, 什麼都有 !
不過要組裝, 一開始噴頭沒鎖緊
前面的圖 :

上圖左邊噴頭的構造是這樣的

喉管和噴頭是分開的, 同時鎖在鋁塊同一孔上
這兩個一定要鎖緊, 不然就會像這樣

沿側邊擠出XD 然後這鋁塊就不能用了
雖然其功能沒損壞, 但要加熱到 230 度才能清理乾淨
與其冒著被燙傷的危險不如丟了吧, 這沒很貴, 人體比較重要 !

除了噴嘴要鎖緊外還有另一處也要鎖緊
這裡 :

擠出總成上會有個步進馬達
之所以可以將料擠出是因為馬達上裝了有刻紋的頭
接著線料會被壓在馬達的刻紋頭上, 刻紋會嵌住料線
馬達旋轉時就可以牽引線料往加熱頭送
而固定這刻紋頭到馬達軸心上有兩種形式:

原先盘古3D打印机附的是上圖右的, 這是比較好的版本
紅色部分是鎖到馬達軸心上的螺絲, 黃色部分是馬達軸心
馬達軸心被削一塊小空間鎖螺絲, 這樣卡得比較緊且不易鬆脫
可是新買的擠出總成附的是上圖左的, 一開始也沒鎖緊
所以轉了老半天一直擠不出來, 都打滑了當然擠不動囉
檢查缺失以後鎖緊, 總算一切正常了

如果要確認噴頭是否阻塞有個方法, 像這樣

噴頭拆下, 但不要拆加熱管和測溫線
然後設定印表機加熱到 230 度
接著用尖嘴鉗夾住加熱鋁塊, 用細鐵桿或是線料插進喉管用力推
此時鋁塊是 230 度高溫, 不要傻傻的用手抓XD
如果能擠出料就表示噴頭應該是通的
藉此可以釐清是上方馬達端有異常還是噴頭阻塞

經過一番努力, 拆除原本擠出馬達, 固定上新的擠出總成

終於聽話的印出成品了
目前先借用原先的固定座, 之後再印一個比較好的固定座來用

和之前撸管機印的對比

終於圓滿了 !

最後再做個送料架, 原廠附那相機腳架不耐用, 不小心壓到就垮了
我用木板釘一個


然後塗上油漆, 就完成了


軟體部分將在下一篇描述
下篇 : 組裝 3D 印表機 (盘古3D打印机) 軟體部分

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更新

用了一陣子, 它又沿側邊擠出了
可能是熱漲冷縮產生縫隙吧
很好, 你很會擠是吧, 看我怎麼修理你XD
拿出上面買來沒用到的耐高溫 1000 度補土
然後買顆新鋁塊, 把補土填進去

這是水性的補土, 需要風乾, 所以不能一次填
填一點, 等十到二十分鐘, 再填一點, 最後利用洞口鏍紋
把螺絲大力鎖進去, 這會產生類似液壓的效果
它會從另一側的孔擠出, 若另一側再鎖上螺絲
它會從喉管那側擠出, 挺好玩的XD
這樣就確實填滿了, 用料線進去喉管撸一撸, 不要讓補土卡喉管內
接著放個一兩天乾燥, 就可以上機了
為了讓噴嘴在滑軌中間, 裁片鋁片當固定架


然後把擠出總成鎖上去

這其實不是個好主意, 不過若要修改要印不少機構, 還是先丟著

玩了幾週, 沒有再沿側邊擠出