Tag Archives: Prusa i3

Prusa i3 UPGRADE

Con questo post, vorrei descrivere un upgrade abbastanza importante effettuato sulla mia Prusa i3 autocostruita.

Questo upgrade può essere effettuato anche sulle stampanti Prusa i3 Hephestos in quanto le nuove parti sono compatibili con il kit.

Seguendo le linee guida fondamentali del progetto PRUSA i3 la stampante è stata realizzata usando due barre filettate M5 per la movimentazione dell’asse Z.

Pur funzionando in modo accettabile, a lungo andare e con l’usura delle barre filettate, questa soluzione comporta delle leggere imperfezioni sulle stampe che sono ben conosciute nella letteratura RepRap con il nome di wobble e Z ribbing. Risolto il wobble con delle molle che tenevano premuti verso l’esterno due dadi M5 (invece di un unico dado in appoggio) in modo da ridurre il gioco tra dado e vite, è rimasto lo Z ribbing ovvero delle striature longitudinali disposte nel senso dei layer che viste in sezione danno l’idea che i layer non siano perfettamente allineati uno sull’altro. Questo difetto è particolarmente subdolo perchè fa pensare che la sua causa dipenda da imperfezioni nel movimento degli assi X e Y o al fatto che le barre filettate non essendo perfettamente dritte, possano trascinare nel loro moto ondulatorio anche le 2 barre in acciaio temprato inox da 8mm e tutto il carrello X (cosa assai improbabile).

Questo odiato difetto è invece causato da un non uniforme avanzamento dell’asse Z nel passaggio da un layer all’altro dovuto al fatto che le barre filettate non sono barre di precisione ed in breve tempo, come anche i dadi M5, si usurano con il risultato che alcuni layer sono da 0.2mm mentre altri sono da 0.18 o 0.23 causando uno schiacciamento del materiale estruso che genera i rigonfiamenti sulle superfici esterne. Questo succede ciclicamente perchè probabilmente le barre si usurano a metà (in senso assiale) per il fatto che sono comunque leggermente ondulate e l’usura si manifesta in modo asimmetrico tra barra destra e sinistra.

Guarda caso questi rigonfiamenti si susseguono ciclicamente con un passo di 0.8mm…si…proprio il passo verticale della vite M5. La soluzione a questo inconveniente si ha sostituendo le comuni barre filettate M5 con le barre trapezoidali. Con una spesa di circa 50 euro (comprese le spese di spedizione) presso questo negozio italiano su ebay DHM trasformate la vostra stampante in una macchina professionale o quasi.

Le barre da comperare sono le seguenti: 2 x LEAD SCREW ROD Ø8 mm – 300 mm

Una confezione contiene: – 1 x vite senza fine Ø 8 mm lunghezza 300 mm – 1 x bullone (ottone)

Le barre hanno un passo di 2mm per giro che vanno moltiplicati per il numero di principi della vite.

Nel mio caso il passo è di 2mm con 4 principi, per cui il passo effettivo è di 8mm per giro ovvero ogni giro l’asse X si sposta sull’asse Z di 8mm.

Questo valore ci servirà poi per il calcolo e l’aggiornamento degli Z steps nel firmware.

Assieme alle barre vanno comperati due accoppiatori 5x8mm Motore (asse da 5mm) – Barra (asse da 8mm) sempre da DHM Questo aggiornamento non è un lavoro banale come sembra in quanto per attuarlo si devono ristampare i due supporti della struttura asse X, destro e sinistro (quello col motore), il meccanismo del tendicinghia, i supporti Z top destro e sinistro con i fori allargati (che vanno ulteriormente ripassati con la punta da 8 facendo attenzione a non romperli.

Iniziamo dalle parti STL scaricabili qui: parti per upgr. viti trapezie

L’archivio zip contiene le seguenti parti: X_End_MOTOR_T.stl X_End_IDLER_T.stl belt_tensioner_arm.stl placca_belt_tensioner.stl X_belt_tensioner.stl rondella_belt_tensioner.stl Z-AXIS-TOP-LEFT-V5_BT.stl e Z-AXIS-TOP-RIGHT-V5_BT.stl

Tutte queste parti vanno stampate in PLA o meglio PET (per chi ama l’avventura in ABS) con infill di almeno 80% impostando perimetri e spessori top/bottom a 0.8mm e supporti dove serve.

ASSEMBLAGGIO X_End_IDLER_T Prima di tutto deve essere pre-assemblato il tendicinghia:

Le viti ed i bulloni necessari sono indicati direttamente nel disegno di assemblaggio.

Le due viti M3x20 servono ad esercitare una certa pressione sulle barre lisce infilate nell’idler per mantenerle ferme in battuta sul foro cieco dell’X End motor sul lato sinistro. Procedere con il resto dell’assemblaggio dell’idler e tendicinghia come indicato quì sopra.

infine infilare i due cuscinetti lineari (estratti dal vecchio IDLER) e la boccola della vite trapezia. Quest’ultima può essere fissata all’idler con due viti M3x15mm e relativi dadi.

Se necessario ripassare i fori con una punta di diametro adeguato.
Inserire con cautela la barra liscia nei cuscinetti e farla scorrere oliando moderatamente.

ASSEMBLAGGIO X_End_MOTOR_T Inserire nella feritoia il dado M3 nylonstop (servirà per mantenere più stabile la vite di regolazione dell’endstop Z nella calibrazione)

Infilare i due cuscinetti lineari (estratti dal vecchio X end) e la boccola della vite trapezia. Quest’ultima può essere fissata all’X end Motor con due viti M3x15mm e relativi dadi.

ATTENZIONE nell’estrazione e riposizionamento dei cuscinetti lineari. Possono sboccolare e far uscire tutte o parte delle sferette compromettendone il funzionamento.

Fissare il motore e poi avvitare la vite di regolazione nel dado M3.
Inutile dire che per tutti i dadi che vanno annegati nella plastica è bene usare il saldatore (con cautela) per riscaldarli e facilitare l’operazione.

Procedere con il ripristino di tutta la struttura dell’asse X…carrello cinghia ecc.

Rimontare l’estrusore ed allineare l’asse X con il piatto di stampa.

ATTENZIONE queste due ultime righe non sono così banali!
Le viti trapezie sono molto precise per cui se l’asse X non è perfettamente orizzontale le boccole possono bloccarsi.

NON ACCENDERE ANCORA LA STAMPANTE!

Dopo aver allineato tutto si deve modificare il firmware per cambiare il valore di steps per millimetro relativi all’asse Z.

Aprire con Arduino IDE 1.06 il Configuration.h ed andare alla riga 500 circa del firmware:
#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {100, 100, 400, 687.58933}
(i valori X,Y ed E sono quelli della mia stampante)

si deve cambiare solo il valore Z STEPS PER UNIT (il terzo valore in neretto)

Per una barra M5 il valore precedente era 4000 ora con le viti trapezie diventa 400.

Rimando al capitolo Il Firmware e le sue impostazioni di base
per i dettagli sul calcolo degli Z-Steps

Dopo aver fatto l’upload del firmware si può accendere la stampante.

Verificare l’allineamento dell’HotEnd sul piatto di stampa e il movimento dell’asse Z.
L’asse Z deve muoversi in modo fluido senza perdite di passi.

Una prova interessante dopo aver fatto l’allineamento dell’Hotend sul piatto di stampa, è far muovere l’asse Z fino alla massima altezza o giù di li, verificare con precisione la distanza Z destra e sinistra dal piatto di stampa. Poi impartire un HOME XYZ e verificare all’arrivo se l’HotEnd risulta ancora allineato con il piatto.

Se non fosse così significa che nel viaggio l’uno o l’altro motore hanno perso degli step a causa di attriti indesiderati.

Se lubrificando le barre il problema non si risolve sarà necessario verificare ed eventualmente aumentare la corrente sui driver dei motori Z in quanto la barra trapezoidale richiede più sforzo.

Questa è la procedura : Regolazione corrente motori

PROVE DI STAMPA

Fatte tutte le verifiche e stampare il solito cubo 30x30x30.

Risultato…problema risolto!!! il Z ribbing è sparito. Diciamo che siamo al livello della Ultimaker.

PRIMA

DOPO

Post introduttivo e indice.

Calibrazione della stampante

Post introduttivo e indice.

A questo punto abbiamo davanti una stampante calibrata termicamente e meccanicamente ossia con tutti i parametri corretti nel firmware e caricati nella scheda Arduino (capitolo precedente).

Ora bisogna fare alcuni test per verificare se i dati inseriti nel FW sono corretti.

Verifica preliminare

Prima di procedere con i test, verifichiamo che l’asse X e Y si muovano lungo tutta l’escursione possibile che ad una prima misurazione sul piano di stampa dovrebbe essere di 200x200mm

Un’altra verifica da fare è il parallellismo dell’asse X con l’asse Y.
In pratica si deve verificare che tra la punta dell’ugello ed il letto di stampa vi sia la stessa distanza sia con asse X tutto a destra che tutto a sinistra. Se non fosse così, si devono ruotare a mano i motori destro o sinistro e relative barre filettate per abbassare od alzare una o l’altra estremità in modo da renderle il più possibile parallele al letto di stampa. La regolazione fine la vedremo in fondo a questo capitolo regolando le viti del letto di stampa. Questa operazione va fatta a stampante spenta e mentre si ruota a mano un accoppiatore motore-barra, tenere fermo l’altro con le mani, in quanto tende a girare perchè alimentato dal moto di quello che si sta regolando (questi motori sono delle dinamo a 4 poli).

Qualora si noti che i motori non girino in modo regolare, che appaiano sotto sforzo e perdano passi, bisognerà controllare la loro corrente di assorbimento a vuoto.
A tal proposito allego una bella procedura per effettuare questa operazione.

Regolazione corrente motori

Test quantità filamento trascinato.

Per questo test si deve smontare l’hot end dall’estrusore in modo da verificare che a fronte di un comando Gcode impartito per estrudere 10cm di filamento, sotto l’estrusore escano effettivamente 10 cm di filamento.

Smontato l’hotend con il suo dissipatore dal gruppo wade, inserire il filamento nell’idler e appena esce da sotto (ruotando a mano la ruota dentata grande), segnare con un pennarello indelebile il filamento in corrispondenza di un punto preciso di riferimento del gruppo wade.

Dal Pannello LCD PREPARA -> Muovi Asse -> 10mm -> E (come estrusore)

Ruotare la manopola per impostare 50mm, attendere che esca il filamento ed al termine segnare il filamento rispetto allo stesso punto di riferimento usato prima.

Se il motore di trascinamento del filo non dovesse muoversi in config.h commentare la riga #define EXTRUDE_MINTEMP xxx e riflashare.

Misurare con un righello la quantità di filamento uscita. Questa deve essere 50mm +/- 2mm di tolleranza.

Ripetere la prova con la stampante collegata al computer con l’interfaccia di comando Repetier host e con il cursore o impartendo un comando Gcode tipo G0 E100 per trascinare 100mm di filamento e fare la stessa verifica con il righello.

Nel caso in cui la lunghezza del filamento in uscita sia diversa dal valore impartito dal comando Gcode, si deve correggere l’errore con questo calcolo:

Nuovo valore E steps = Vecchio valore E steps * (100 / filamento misurato)

Volendo si può impostare temporaneamente il nuovo valore di E step con il comando
M92 Ennn e ripetere il test.
Se va bene inserire il valore in Marlin nella riga #define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT X,Y,Z,E

in corrispondenza con il valore E

Togliere il commento da #define EXTRUDE_MINTEMP xxx e riflashare e riassemblare l’hotend.

Per qualsiasi dubbio questa guida (già citata nel post precedente) è la bibbia:
http://reprap.org/wiki/Triffid_Hunter%27s_Calibration_Guide

Test movimenti degli assi.

Con questa verifica si va a controllare che il numero di step/mm inseriti nel firmware in #define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT per X,Y e Z siano corretti e che a fronte di un comando Gcode M92 Xnn oppure M92 Ynn o M92 Znn per lo spostamento di n cm nei tre assi, il carrello di stampa si muova effettivamente di questi cm.

Dal Pannello LCD PREPARA -> Muovi Asse -> 10mm -> X

Verifica temperature ottimale di fusione del filamento.

Senza la necessità di usare termometri di precisione o altro, si tratta verificare la temperatura ottimale dell’hotend per la fusione del PLA e dell’ABS.

La prima verifica da fare prima di riscaldare l’hot end, è la temperatura indicata nel display a stampante appena accesa e a temperatura ambiente.

Bene la temperatura indicata deve corrispondere (grado più grado meno) alla temperatura ambiente.
Se in questa condizione indica una temperatura ad esempio 7 gradi con temperatura ambiente di 18-20 gradi significa in modo lampante che il termistore impostato nel firmware non corrisponde con il termistore effettivamente montato sull’hotend.

Superato questo test passiamo alla verifica della temperatura ottimale di fusione del filamento.

PREMESSA: la temperatura ottimale di fusione del filamento può essere diversa da stampante a stampante. Dipende tutto dal termistore utilizzato e dalle calibrazioni di fabbrica della circuiteria elettronica di controllo sulla ramps. Ad esempio per un anno io ho estruso PLA a 200-220°C.
Cambiando estrusore ora estrudo il PLA a 195 gradi.

Per questa prova, alzare l’asse Z di 20-25mm e impostare sul pannello LCD la temperatura dell’ugello a 180°. L’hotend dovrebbe raggiungere la temperatura impostata in meno 3 minuti senza rimbalzi.
Attendere che arrivi in temperatura e se è tutto OK senza troppe escursioni termiche, inserire il filamento nell’estrusore. Prima di inserirlo, tagliarlo diagonalmente per facilitarne l’inserimento fino all’Hotend. Aiutarsi per questa operazione girando la ruota dentata grande con l’idler (premifilo) abbastanza stretto. Il filamento di PLA dovrebbe a poco a poco entrare nell’hot end e dall’ugello si dovrebbe scorgere l’uscita del filamento fuso. Dovrebbe uscire senza sforzare troppo sulla ruota dentata, in caso contrario, aumentare la temperatura a 200°.

La temperatura media di lavoro del PLA dovrebbe aggirarsi da 180° a 220°.
Il filino da 0.4mm deve uscire dall’ugello (girando a mano la ruota dentata grande) senza scoppiettii e senza fare fumo. Se dovesse invece fumare e scoppiettare, significa che non c’è corrispondenza tra temperatura indicata e temperatura effettiva. Questo a causa di un profilo termico non corretto. In tal caso documentarsi sul corretto profilo termico del termistore o cambiarlo con uno avente un profilo certificato e presente in Marlin.

Trovata la temperatura che sembra essere ottimale tra sforzo impiegato per spingere il filamento e qualità dell’estruso, usate questo valore per le impostazioni del filamento all’interno del SW di slicing.

Questa prova andrebbe fatta ogni volta che si cambia fornitore di PLA.
Tuttavia una volta pratici è possibile fare questa verifica poco prima che inizi la stampa ed eventualmente modificare a mano dal pannello LCD la temperatura di estrusione durante la stampa per trovare il valore perfetto da impostare nello slicer per le stampe successive.

La stessa prova va fatta con l’ABS. Per questo filamento la temperatura dovrebbe oscillare tra i 230° e i 240°.

Se poi nel corso della stampa l’hobbed bolt dovesse emettere degli “stak” rumori che indicano uno sforzo eccessivo nello spingere il filamento nell’hot end, alzare di 5 gradi la temperatura.

Sovente questi rumori vanno e vengono anche senza la necessità di aumentare e la temperatura soprattutto se ritenete che la qualità della stampa in corso sia buona.
Possono però essere anche sintomo di intasamento imminente.

Solo l’esperienza può aiutare.

Taratura ugello sul piatto di stampa.

Questa taratura permette di iniziare correttamente una stampa.
Se questa è fatta correttamente le parti aderiranno bene al piatto di stampa durante tutto il processo.

Se il letto di stampa non è riscaldato è bene rivestirlo con delle strisce più larghe possibile di nastro da carrozzeria per migliorare l’aderenza della parte. Generalmente in commercio si trova nastro da 4 o 5 cm di larghezza. I bordi delle varie strisce devono essere affiancati e coincidenti ma non sormontati.

Regolare l’asse Z ruotando a mano i due stepper oppure impartire un comando di HOME e fare bene attenzione e bloccare eventualmente la discesa agendo a mano sull’endstop Z se dovesse essere starato in negativo. L’ugello non deve premere troppo sul piatto di stampa perchè si può deformare (è in ottone), perchè può rompersi il vetro e perchè può fracassarsi l’endstop. Eventualmente fermare la discesa poco prima dello zero agendo a mano sull’endstop Z e livellare a mano il piatto di stampa agendo sulle 4 viti agli angoli o ruotando gli assi dei due motori Z avvicinando a poco a poco l’ugello alla superficie di stampa.

L’ugello deve sfiorare letteralmente il letto di stampa. Solitamente si usa frapporre un semplice foglio di carta grana 80 tra l’ugello e il letto di stampa e questo deve poter scorrere orizzontalmente con un leggero attrito.

Questa verifica va effettuata sui 4 angoli e al centro del letto di stampa.

Fatta correttamente questa verifica si può dare inizio alle stampe.

Post introduttivo e indice.

L’alimentatore

Post introduttivo e indice.

Dopo una lunga trattazione meccanica eccoci finalmente alla parte elettrica/elettronica.
La parte indispensabile per il funzionamento della stampante è l’alimentatore.

Quali requisiti deve avere l’alimentatore per la stampante 3D Prusa i3?

Tensione di Ingresso: 220Vac
Tensione di Uscita: 12Vcc 5A (60W) per l’alimentazione dell’estrusore e motori.
12Vcc 11A (132W) per l’alimentazione del letto di stampa riscaldato.

Con questi requisiti è possibile riutilizzare un alimentatore ATX da 250-300W di un vecchio computer inutilizzato. Comunque maggiore è la potenza erogata meglio è.

Nel mio progetto ho utilizzato un ATX da 500W regalatomi da un collega.

L’alimentatore ATX nasce per alimentare a 5V l’elettronica del computer e a 12V gli hard disk e driver vari.
La corrente complessivamente erogata per un computer che è circa la metà di quella massima erogabile viene suddivisa su più conduttori che vanno con gli appositi connettori ad alimentare piastre, HD, Floppy, CD ecc.

Dato che a noi servono sostanzialmente due linee a 12volt, che eroghino due potenze diverse, dovremo modificare l’alimentatore.

PRIMA DI APRIRE L’ATX
ATTENZIONE, all’interno dell’alimentatore ci sono alte tensioni che possono anche causare la morte per folgorazione.

Prima di aprire l’alimentatore assicurarsi che sia stato spento da qualche ora in modo che tutti i condensatori si siano sufficientemente scaricati.

In ogni caso prestare la massima attenzione a non causare cortocircuiti con lo chassis metallico. Questo può causare folgorazioni!

Apriamo dunque questo ATX e tagliamo tutti i connettori collegati sui fili gialli (12Volt) sui fili rossi (5Volt) sui fili neri (MASSA).

Dovremmo trovare anche dei fili arancioni (3.3Volt) ed un filo verde (ENABLE). Il panorama dovrebbe essere circa questo.

Una volta aperto l’ATX scopriremo che i fili gialli del 12Volt partono tutti dalle stesse piazzole del PCB.
Per fare in modo che le correnti che useremo non vadano a surriscaldare i cavetti, li raggruppiamo in modo che la corrente si suddivida su piu conduttori ed in particolare useremo 4 fili gialli per la linea da 12V 11A
e 2 fili gialli per la linea da 12V 5A
Se l’alimentatore che si ha a disposizione dovesse avere più fili, andranno tutti utilizzati suddividendoli con le stesse proposzioni.

Lo stesso vale per i fili neri di massa, Di questi ve ne sono molti di più in quanto usati anche per le linee a 5V e 3,3V.

Useremo perciò lo stesso numero di conduttori neri da affiancare ai gialli. I rimanenti neri li possiamo arrotolare e se riusciamo li lasciamo all’interno dell’alimentatore oppure li portiamo fuori assieme a quelli rossi del 5Vcc (in ugual numero) per un eventuale uso per accessori extra.
Anche i fili arancioni li lasceremo all’interno dell’alimentatore accorciandoli al minimo ed isolandoli.

L’ENABLE
Ah si!! non dimentichiamo di collegare il filo verde ad un filo di massa (nero) in modo da abilitare l’ATX ad accendersi appena si inserisce la spina o si preme l’interuttorino (se presente, anche a vuoto (senza carichi collegati) Se si usa un ATX relativamente nuovo dovrebbe esserci l’interruttore.

Separati i fili nelle due linee, possiamo richiudere con cautela l’ATX .

Dovremmo avere una struttura come questa.

4+4 fili (positivo e negativo) per il 12Vcc 11A
2+2 fili (positivo e negativo) per il 12Vcc 5A
N fili rossi e N fili neri (positivo e negativo) per il 5Vcc (NON USATI).

Filo verde a massa (Isolato e rimane all’interno della scatola).

Prima di collegarlo alla stampante verificare che tutto funzioni misurando con un tester la presenza del 12Volt, del 5Volt e che il ventilatore di raffreddamento giri senza far rumori strani.

Post successivo : L’elettronica

Post introduttivo e indice.

Prusa i3 Assemblaggio Asse Z

Per questa fase deve essere completata la fase precedente Assemblaggio Asse X e servono le seguenti parti:

2 barre filettate M5 L= 300mm
2 elastic coupler foro 5mm
2 barre lisce (guide di precisione) lunghe 320mm e diametro 8mm
10 viti autofilettanti 4x20mm

2 stepper motor
6 viti M3x12
rondelle con foro da 3mm.

Z-AXIS-BOTTOM-LEFT-V2

Z-AXIS-BOTTOM-RIGHT-V2

oppure Z-AXIS-TOP-LEFT-V3

oppure Z-AXIS-TOP-RIGHT-V3
ENDSTOP-Z-HOLDER-V3

oppure ENDSTOP-Z-HOLDER-V4
che va usato solo in coppia con la parte X-END-MOTOR-V3 (vedi capitolo Assemblaggio Asse X) posizionato diversamente dal precedente
I files STL di tutte le versioni di queste parti sono scaricabili qui:parti_plastiche_asse_Z_V1

Per il posizionamento e fissaggio di queste parti alla struttura portante in legno, fare riferimento alla figura sottostante rispettando le due misure indicate.

Eseguire le pre-forature del frame in legno con punta da 2mm usando le quote indicate nel disegno meccanico FRAME in LEGNO pubblicato nel post 3D Printer Prusa i3 Struttura meccanica

Il fissaggio dei vari Z-AXIS TOP e BOTTOM è stato fatto mediante viti autofilettanti d=4mm l=18-20mm da legno con testa phillips.
Iniziare fissando alla struttura i supporti motore Z-AXIS-BOTTOM-LEFT-V2 e Z-AXIS-BOTTOM-RIGHT-V2 rispettando la distanza di 45mm del primo foro dal bordo inferiore e la distanza di 362mm tra gli assi delle barre lisce dell’asse Z.

Avvitare la prima vite in basso e poi le altre. Non usare avvitatori oppure usarli con la frizione regolata per l’intervento con il minimo sforzo in quanto stringendo troppo la vite, potrebbe sgranarsi il legno truciolare (dipende dalla densità e dalla qualità del truciolare utilizzato) oppure potrebbe rompersi la plastica dei supporti.

Io ho usato l’avvitatore nella prima parte senza serrare la vite. Il serraggio lo ho poi effettuato a mano con un buon cacciavite.

Alloggiare la struttura dell’asse X realizzata nel post precedente, con le barre lisce da 320mm di scorrimento dell’asse Z.

Infilare le due barre lisce nei fori dei supporti appena fissati.

Infilare dal basso le due barre filettate M5 ed avvitarle nei dadi M5 incassati negli X-End motor e X-End idler nel post precedente.

Ora posizionare i supporti superiori Z-AXIS-TOP-LEFT-V3 e Z-AXIS-TOP-RIGHT-V3 e fissarli con le viti autofilettanti verificando sempre la distanza di 362mm tra gli assi delle barre lisce dell’asse Z.

Durante questa operazione utilizzare il gioco rimasto tra i fori dei supporti e le viti autofilettanti per rispettare il parallelismo delle due barre lisce e contemporaneamente muovere la struttura X lungo l’asse Z per verificare che scorra senza eccessivi attriti.

Ricordarsi di lubrificare i cuscinetti lineari prima di inserirvi le barre ed effettuare le operazioni appena dette.

Avvitare la barra filettata M5 dal basso fino a farla fuoriuscire di 1-2mm dai fori dei supporti superiori Z-AXIS-TOP-LEFT-V3 e Z-AXIS-TOP-RIGHT-V3.

Stringere le viti autofilettanti e verificare che la struttura X scorra senza eccessivi attriti lungo l’asse Z.

Ora è possibile avvitare i due motori che faranno ruotare le due barre filettate M5 per i movimenti dell’asse Z.

Prima di tutto inserire nelle barre M5 i due elastic coupler (accoppiatori elastici)
Ora alloggiare il motore nell’apposita sede con i fili rivolti verso la struttura in legno ed infilati nei fori passanti della struttura.
Usare tre viti M3x12 con una rondella per fissare i motori.Regolare la barra filettata in modo che si appoggi all’asse del motore ed avvitare il coupler serrando i grani di fissaggio.

Questa figura indica in particolare il fissaggio del motore sinistro che implica anche il fissaggio dell’ENDSTOP-Z-HOLDER-V3.
Le due viti che fissano contemporaneamente il motore e l’endstop holder, verranno svitate in seguito per fissare e tarare l’endstop. Perciò consiglio di non stringerle eccessivamente.

Posizionati i motori, centrare verticalmente gli accoppiatori elastici e serrare i grani con una chiave a brugola. Se l’asse del motore è fresato il grano dell’accoppiatore si troverà sopra questa parte. Una limata anche alla barra filettata nella zona in cui si serra la vite, permetterà una migliore tenuta dell’accoppiatore.

Post successivo: Assemblaggio Meccanico Finale

Post introduttivo e indice.

I motori Stepper per la Prusa i3

Post introduttivo e indice.

Parametri per la scelta dei motori Stepper

I motori usati in genere nelle stampanti 3D sono degli stepper NEMA 17.

Nema 17 è la categoria che indica la dimensione del lato della flangia quadrata del motore ma non la lunghezza complessiva del motore che può variare in funzione della potenza.

Per questo modello la flangia quadrata ha un lato di 1,7 pollici (43,18mm).

Non è una dimensione tassativa ma è comunque una dimensione massima per questa categoria di motori.

Quindi prima di acquistare va prestata una certa attenzione anche ai parametri funzionali oltre che alla categoria dei motori atrimenti si rischia di acquistare un motore NEMA 17 con coppia all’asse da 1Kg/cm piuttosto che uno da 5Kg/cm.

Un parametro importante nella scelta del motore è appunto la coppia all’asse.

In una stampante tipo Mendel Prusa fatta in casa con area di stampa attorno a 200mm nei tre assi, anche se fatta con la massima accuratezza, ci sono in gioco attriti maggiori rispetto ad una stampante fatta con procedimento industriale. Di conseguenza la scelta di un motore con un buon valore di coppia è d’obbligo.

Oltre alle caratteristiche standard di tutti i motori passo passo Nema17 come lo step angle di 1.8° le caratteristiche più importanti sono queste:

Holding torque 55N/m
Detent torque 200N/m
Rotor torque 68N/m
Rated current 1.5A.
Attenzione a quest’ultima caratteristica in quanto lo stepper motor controller Pololu A4899 eroga fino ad un massimo di 2A e quanto più l’assorbimento del motore si avvicina a 2A maggiore sarà il riscaldamento dei controller e superare questo valore li può danneggiare.

I motori passo passo di Lulzbot.com hanno le seguenti caratteristiche:
Fasi:                      2
Step Angle:        1.8° +/- 5% 200 step per giro.
Voltaggio:           2.8Vdc
Corrente:            1,5 A
Holding Torque: 55N/cm   5.6Kg/cm
Detent Torque: 200N/cm   20.3Kg/cm
Dimensioni 42.3 x 42.3 x 47mm

Il PN ordinato è il SY42STH47-1504A vedi specifica pdf
SY42STH47-1504A_060047067

A cose fatte posso anticipare che questi motori funzionano veramente bene, sono precisi nel posizionamento e non ho mai avuto problemi di perdita di steps. Inoltre posso aggiungere che grazie al basso assorbimento di corrente, dopo stampe di qualche ora i motori X e Y che lavorano più di tutti non superano i 40-45 gradi ed i controller non scaldano molto.

Aggiungo inoltre che questi motori hanno anche l’asse fresato per un migliore serraggio delle pulegge.

Post successivo: Assemblaggio Asse X

Post introduttivo e indice.

Prusa i3

COSTRUZIONE DI UNA STAMPANTE 3D

La presente relazione ha lo scopo di documentare cronologicamente la costruzione di una stampante 3D utilizzando come linee guida le informazioni trovate dai vari siti della REPRAP community in rete.

Il mio profilo tecnico si basa su una formazione di base in Elettrotecnica (Perito elettrotecnico) e sulla conoscenza e la sperimentazione elettronica acquisiti nel mio percorso professionale sempre a diretto contatto con l’elettronica ed hobbistico unita all’attitudine ad affrontare “l’ignoto” maturata credo sempre professionalmente quando lavorai alla Digital Equipment Corporation nel ramo assistenza tecnica ai terminali ed ai computer medio grandi degli anni 90.

Il progetto si ispira fondamentalmente al modello REPRAP PRUSA i3 ed in particolare segue la guida base del progetto PRUSA i3 REWORK che mi sembra la più dettagliata. In corso d’opera poi sono state fatte delle variazioni dettate dalle necessità del momento e dalla disponibilità di materiali a più basso costo.

Lo scopo principale del progetto è realizzare la stampante con la minima spesa e riciclando il più possibile materiali già in mio possesso.

NON E’ STATO USATO ALCUN KIT PRE CONFEZIONATO per la costruzione della stampante in quanto generalmente troppo costoso e perché preferivo affrontare una costruzione partendo da zero e costruirmi strada facendo anche l’esperienza che in questo campo mi mancava anche a costo di errori.
Tutte le parti sono state costruite, recuperate e comperate separatamente presso vari siti dedicati al commercio di parti per le stampanti 3D su internet e citati caso per caso nella relazione.
Un particolare ringraziamento va al SciFabLab dell’ICTP di Trieste che mi ha appoggiato consigliandomi inizialmente da quale progetto partire dato che nella comunità REPRAP sono disponibili numerosissimi progetti e relative evoluzioni tali da far perdere la testa e scoraggiare chiunque che come me inizi un approccio alla costruzione di un modello di stampante.

Il problema iniziale infatti è stato proprio questo….QUALE STAMPANTE COSTRUIRE.
Grazie al SciFabLab dell’ICTP di Trieste e il suo valido coordinatore Carlo Fonda, ho potuto utilizzare le stampanti 3D MAKERBOT del centro per realizzare le parti plastiche in ABS della mia stampante.

Inizialmente mi ero focalizzato sul modello PRUSA i2 poi però mi è stato consigliato di passare al modello PRUSA i3 in quanto più recente e meccanicamente più stabile.

SPECIFICHE DI MASSIMA DELLA STAMPANTE

– DATI TECNICI

Dimensioni di stampa XYZ: 200x 200 x 200 mm (assi XYZ)
Max temperatura di stampa: 400°C
Materiali di stampa: ABS/PLA/NYLON/altro (filamento da 1,75 mm)
Alimentazione: 220V AC Alimentatore ATX 12V 500W
Tecnologia: stratificazione di filamento fuso di PLA, ABS o nuovi materiali sperimentali.
Struttura: Telaio in truciolare spessore 23mm ,barre ﬁlettate in acciaio con parti plastiche guide rettiﬁcate di 8 mm
Carrello X in plastica con manicotti a ricircolo di sfere con guide paraolio LM8UU
Carrello Y: Piano di base in alluminio da 5mm con manicotti a ricircolo di sfere con guide paraolio LM8UU
Hot end: Hot-end tipo Metal Jhead con ventola di raffreddamento a velocità controllata con ugello da 0,40 e 0,20 mm intercambiabili. Termistore NTC in vetro da 100K con profilo termico personalizzato.
Heatbed: Versione ALPHA senza heatbed Versione BETA heatbed su Pcb Tipo MK2a
Movimento: 4 motori stepper NEMA 17 + 1 motore stepper NEMA 17 per estrusore.
Controller: Ramps 1.4 con A4988 stepper driver
Display LCD: con lettore secure digital per stampa in remoto senza pc
Comunicazione: USB to Serial su board Arduino MEGA2560
Velocità di stampa tipica: 60-80-100 mm/sec
Velocità di stampa massima: up to 200 mm/sec (in funzione dell’oggetto da stampare e del diametro dell’ugello)
Risoluzione nominale in Z: 0.1 mm
Larghezza: 380 mm
Profondità: 380mm + x per ingombro effettivo PS e cablaggio elettronica
Altezza: 370mm + x per ingombro rotolo filamento