3D принтер своими руками - реально ли сделать самодельный 3D принтер?!

Многие полезные и интересные приборы дороги и не всем "по карману", ну и всегда хочется сэкономить. Так и с 3d принтерами - стоят они достаточно дорого, а возможности открывают колоссальные и для хобби и для работы и для бизнеса. Вот и мучаются многие вопросом: как сделать 3d-принтер своими руками?...
Об этом и расскажем в этой статье, развеем мифы и расскажем все, как оно есть на самом деле.

Скажем сразу - создание собственного 3д принтера, под силу только людям с большим опытом, знающим электронику от и до, умеющих работать руками и головой, и желательно с опытом работы и разборки ЧПУ станков.



Виды 3d принтеров.
Для начала, важно понимать, о каких видах 3д-принтеров идет речь. 
В этой статье мы говорим о 3д-принтерах, формирующих реальный предмет из расплавленного ABS пластика.
Кроме этого существуют и другие виды 3d принтеров. Например, формирующие предмет из гипса, печатая его струйной печатающей головкой послойно. А так же есть системы, работающие на специальном полимере и формирующие предмет лазером. Но у подобных устройств есть существенные недостатки - они безумно сложные и дорогие, а так же часто предметы, сделанные по этим технологиям, слишком хрупкие, чтобы их применять кроме как для демонстрации.
Принтеры на АБС пластике - делают очень прочные изделия, которые можно применять по прямому назначению. Например, Вы можете напечатать шестеренку и установить ее в другое устройство для реальной работы. АБС пластик очень прочный и практичный материал.
Именно ABS 3D принтеры - сейчас развиваются наиболее динамично и могут быть использованы и как домашние и как настольные устройства для производства.

Из чего же состоит 3D принтер ABS ?!
Основными узлами его являются:
- корпус
- направляющие
- шаговые двигатели
- печатающая головка
- блок питания
- контроллеры
За исключением печатающей головки, эта конструкция  чем-то схожа с классической системой ЧПУ станка для гравировки или фрезеровки. Но тут есть свои нюансы…

Цены и себестоимость 3d-принтеров и их комплектующих.
Готовые принтеры сейчас стоят от 1 500 до 3 000 доларов. Не так уж и дорого, за такое интересное, полезное и технологичное устройство. Но что если собрать его самому?
Первое, что нужно учесть - это то, что Вам придется покупать все комплектующие по розничным ценам, а это значительно дороже, чем те цены, по которым закупают их производители оптом.
Корпус - его цена может варьироваться от 100 до 250 долларов. Все дело в том, что можно собрать корпус хоть из фанеры, хоть из оргстекла, хоть из алюминия. И цена будет зависеть от стоимости выбранного материала, плюс стоимость услуг по лазерной резке. Лобзиком и напильником сделать это почти нереально - высокие требования по точности, ровности, жесткости конструкции.
Направляющие - их цена так же плавает в диапазоне от 100 до 300 долларов. Они бывают разные по типу и качеству. А от их работы зависит очень много. Главное - будет ли принтер делать детали точными или они будут все корявые. Из недорогих, используются цилиндрические направляющие. Но для высокой точности лучше взять линейные направляющие, а они почти в 10 раз дороже!
Шаговые двигатели - тут все проще. Примерно 30 долларов за более-менее нормальный мотор, в принтере их 4 штуки. Итого 120 долларов.
Печатающая головка - она же экструдер, который подает тоненькую расплавленную леску из АБС пластика. Его придется или точить самому или делать под заказ. В нем есть мотор (шаговый), нагреватель, датчик температуры, вентилятор и сопло (его выточить сложнее всего). Обойдется он от 60 до 150 долларов.
Блок питания - готовый, хороший, скажем от компьютера, будет стоить еще 100 - 120 долларов.
Контроллеры - вот тут интересней всего. Это достаточно сложные устройства, сделать самостоятельно которые, задача мало достижимая. Многие из продающихся на рынке, придется серьезно дорабатывать, чтобы они смогли управлять 3д принтером, да и уровень ваших познаний при этом должен быть очень высок. Задача контроллера - управлять шаговыми моторами, нагревателями и подачей АБС пластика, плюс, все это должно сопрягаться с компьютером и специальной программой. В итоге контроллер может обойтись от 200 до 500 долларов.
Прочее - еще нужно докупить всего остального (шестеренки, ремни, провода, контакты и пр.). Тут еще набегает минимум 80 долларов.

В итоге мы получаем бюджет от  760 до 1520 долларов. И это с учетом, что еще нужно приложить много сил и времени, на то, чтобы это все заработало.
Найти все подходящее - задача не самая легкая, но и тут есть варианты, правда с подвохом (от этом чуть позже). Мы говорим про покупку так называемых КИТов (Kit) - наборов для самостоятельной сборки. Правда, они как правило содержат только базовые детали, в их комплект может не входить корпус и контроллер. Цена таких наборов от 500 до 900 долларов, в зависимости от полноты комплекта и качества деталей.



Сборка самодельного 3d-принтера и реальность.
А теперь самое интересное - ответим на вопрос: реально ли это сделать, да так чтобы еще и работало?!
Ну, что касается самостоятельной сборки, то открою секрет - сделать все самому, почти не реально. Не просто так на разработку работающих устройств уходит от одного до двух лет работы целой команды инженеров. Нюансов - множество, сложности на каждом шагу. Кажется все просто - но, что бы это все заработали и хорошо заработало, нужно очень много повозиться.
С КИТами вроде дела обстоят проще. Главное если в нем есть печатающая головка и контроллер. Но и тут нас ждут проблемы. Забегая вперед отметим - из всего того, что люди привозили из-за рубежа, в виде Kit наборов, мы не увидели ни одного варианта, который бы заработал. И дело не совсем в том, что людям подсовывают полную ерунду (хотя чаще оно так), нужно еще и очень много умения, что бы все собрать и настроить.


Пример КИТа для самостоятельной сборки 3d принтера дома:

А теперь конкретика!
С какими проблемами придется столкнуться на практике (из опыта людей, которые через все это прошли):
- Очень сложно сделать прочную конструкцию без малейших люфтов. Даже с минимальными "гуляниями" - в итоге будут получаться очень корявые изделия. Да и собрать каркас ровно и установить все направляющие, можно только подготовленному человеку.
- Дешевые самодельные системы часто клинит. Опять же из-за люфтов и отсутствия достаточной жёсткости. Даже небрежно взятый в руки принтер со слабой конструкцией, может заклинить и придется очень не сладко. Эта главная проблема дешевых 3д принтеров и наборов, которые продаются сейчас за "недорого". Дешево и хорошо - в таких тонких системах не бывает. Это практика!
- Контроллеры. С плохими контроллерами приходится постоянно возиться. В работе они не стабильны и часто бывают глюки и сбои. Хорошие контроллеры - приходится разрабатывать под конкретную модель принтера индивидуально, учитывая все тонкости и используемые детали.
- Печатающая головка (ПГ). Не ждите от самодельной ПГ выдающихся результатов в плане точности печати. Детали будут заметно грубее, чем у заводских систем 3д печати. А те, которые поставляют в KIT наборах, реально выдают разрешение не более 0,3-0,4 мм. (для сравнения большинство готовых принтеров уже умеют печатать слоями 0,1 - 0,2 мм.).


Резюме:
Поверьте - смысл этой статьи, не разубедить Вас в том, что 3d принтер это очень сложно, не для того что бы Вы не пытались. Мы хотим, что бы Вы поняли, как оно обстоит на самом деле, и с какими трудностями Вы столкнетесь. Что бы рассказать, как сделать такой принтер, нужно написать не просто статью, а целую дипломную работу. Даже при наличии всех схем и чертежей, придется очень много повозиться и изучить, много протестировать и настраивать. 
Да и учитывая бюджеты на самодельный 3d принтер - мы рекомендуем Вам не тратить нервы, время и деньги, и купить готовый аппарат, над которым уже потрудились профессионалы и сделали готовый работающий принтер.



Полезные материалы по теме "3D принтер своими руками": Здесь