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e键打印 400元怎样做出一台光固化3D打印机

来源:e键打印   发布时间:2015-10-31 10:17:27   浏览次数:985

  在通货膨胀日益严重的今天,400元DIY一台光固化3D打印机这貌似是一个不可能的事情。那么现在就和e键打印(ejdyin.com)一起见证奇迹吧。

 

一、选择技术类型


  如何控制成本实现400元(不包括材料)就做出一个光固化的3D打印机原型设备呢?首先需要我们来选择采用哪种技术。


  光固化最主流的是DLP 和SLA 技术,但是这两个技术,硬件成本都太高了。


  DLP光路可以采用成品投影仪,或者微型投影仪进行改造。


  不过一个投影的成本都到了几千块,还不算其他硬件,所以“怕死”掉!


  SLA需要的扫描振及控制卡一套下来也远超预算。舍弃!


  LCD也不能考虑,液晶屏并不太贵,但是led的紫外灯珠加电源可不便宜。另外13年的时候做过这个技术的原型。里面有些问题还没吃透。所以这次不考虑。


  剩下最后一个技术,基于FDM的传动方式的光固化技术,这个技术目前大家看到的很少,但是业内专业的公司也用这个技术开发过专业设备。


  简单的来说就是FDM的3D打印机挤出机换成了激光器,X、Y、Z三轴传动方式和FDM一样的。


  就选择这个技术原理。主要是因为硬件配件容易获取,可以很好控制成本。


二、选择原型结构


打印结构


  确定了技术,下面就是考虑用那种打印结构,主流打印结构有两种,上升结构和下沉结构。两个结构各有优劣。


  上升结构不需要太多树脂材料即可打印,但是要解决脱膜(脱层)的问题


  下沉结构没有脱模的问题,但是需要很多的树脂。


  对我来说并不用担心树脂材料的问题,反而上升结构树脂池和离型膜需要增加成本,而且会成为消耗品,所以我选择了下沉结构。


传动方式


  皮带传动不考虑,做起来复杂、定位精度太不稳定。


  丝杆传动,因为原型设备不用在意打印尺寸的幅面大小,所以直接选择光驱丝杆来节省成本。


三、成本控制


  OK!技术原理和打印结构都确定了。下面就确认硬件清单了,看我如何做到400元的成本。


  光驱丝杆X3:约90元


  405激光器X1:约30元


  电源X1:约40元


  主板X1:约150元 

 

  电线 若干:约10元


  限位开关X3:约10元


  亚克力外壳X6:约30元


  不锈钢杯子X1:约20块


  小结构件:主要是3个轴连接用,自己动手镀锌板裁剪折弯。


  打印网台X1:铝板自己打孔

 

  共计约400元。


  粗略包括快递邮费。其他焊锡、端子零零碎碎不算了。


下面是详细的说明


  光驱丝杆:3mm的光驱丝杆,导程3mm,有效行程60mm。电机是步进的18度,可以计算出来一步精度是0.15mm 再算上驱动器的16细分,精度将就能用。


  激光器: 405波段紫外激光,由于传动速度慢所以20mw就够用。将驱动器与激光分离了这样激光整体更小巧。


      电源:12V10A够用就行,电源适配器其实更好。


      主板:RAMPS 1.4 ,选了屏幕这样可以脱机。


      电线: 不啰嗦。


      限位开关:不罗嗦。


      亚克力外壳:6个面,约160mm X 160mm X 200mm


      不锈钢杯子:用来做树脂池。


      小结构件:X与Y轴固定的结构件、Z轴固定网台的结构件。


      打印网台:3mm铝板 40mmX40mm 手动电钻打孔。


四、原型设备参数


  激光器:405波段 20mw 激光器


  打印尺寸:40mmX40mmX55mm  这个结构标准尺寸可以做到55mmX 55mm X55mm


  原型对打印尺寸没有大要求,为了节省树脂,打印尺寸所以缩小了一些。


  激光光斑:小于0.1mm


  细节精度:XY轴小于0.1mm、Z轴0.08-0.12mm


  定位精度:XYZ三轴约0.01m


  主板:mega2560,电机芯片4988


  外观尺寸:约160mm X 160mm X 200mm


  在经过初次打印后,基本上对原型设备的状态有了一个了解,接下来就可以使用正式的树脂来进行测试调机了。


  打印测试的时候可以选择自己经常打印,并且非常熟悉的模型,这样你更容易判断打印效果。一般我使用灰色的树脂进行打印测试,因为灰色容易辨识模型细节。


(层厚0.05)


  根据之前的打印测试,将激光的一些参数进来了调整。


  表面非常光泽,但是表面细节有一些丢失。


(层厚0.075)


  软件参数调整后,细节比之前的好一些。


配件


  光驱丝杆做成的小滑台,两个光驱丝杆十字交叉,做成十字滑台。这就是原型机的X\Y轴。


  Z轴是独立的一个光驱丝杆。


  激光器与驱动板分离,使得激光器更加小巧,激光焦距可调。目前光斑小于0.1mm。再将这个组件进行拼装,就可以了。