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Prusa i3 Assemblaggio Meccanico Finale

In questo post andremo a terminare l’assemblaggio dei tre assi e a verificare tutte le parti meccaniche assemblate.

A questo punto dovremmo aver davanti una stampante non ancora finita con

– Struttura in legno terminata e verniciata (a scelta);
– Carrello asse Y completamente assemblato;
– Barre lisce e filettate di supporto dell’asse Z, fissate correttamente alla struttura di supporto in legno;
– Carrello asse X con supporto scorrevole per l’estrusore posto in sede sui cuscinetti inseriti sulle barre lisce dell’asse X;

Per questa fase ci servono

1 stepper motor

3 viti M3x12
rondelle con foro da 3mm
Cinghia GT2

Una Puleggia GT2

Fissare il motore sul supporto X-End motor usando le 3 viti M3x12 ed eventuali rondelle di spessore.

Inserire la Puleggia GT2 sull’asse del motore e stringere un solo grano. (N.B. la puleggia usata realmente è quella in fotografia) Solo quando avremo trovato la corretta posizione della puleggia sull’asse del motore stringeremo definitivamente i due grani.

Posizionare la cinghia GT2 e fissare le due estremità (indicate con le frecce) con delle fascette stringicavo.

La tensione della cinghia può essere regolata facilmente grazie alle dentature sotto i supporti dietro il carriage.

Se nella fase Assemblaggio Asse X usate le parti-plastiche-asse-X_V1 il fissaggio della cinghia non necessita più dell’uso di fascette esterne al carrello perchè questa rimarrà incastrata saldamente nella fessura con il calco della cinghia GT2.
Inoltre il set comprenderà anche un coperchio posteriore vedi capitolo Assemblaggio Asse X per i dettagli.
La cinghia deve risultare tesa al punto giusto.
Una cinghia poco tesa può causare perdite di passi sull’asse X mentre una cinghia troppo tesa potrebbe sollecitare meccanicamente tutta la struttura e rompersi precocemente o causare la rottura dei supporti che reggono il cuscinetto dell’ X end idler.

Terminata questa operazione verificare che il carrello si muova agevolmente e senza troppo sforzo lungo l’asse X e che la cinghia non si porti alle estremità del cuscinetto o della puleggia.
Attenzione: Verificare durante queste operazioni che i cavi dello stepper motor non siano in contatto elettrico tra loro. Questo comporta un maggior sforzo durante le prove manuali di azionamento.

Verificato tutto questo e centrato opportunamente la puleggia del motore, stringere definitivamente i grani della puleggia.

Questo il risultato finale.

Post successivo: Assemblaggio Estrusore

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

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3D Printer Prusa i3 Struttura meccanica

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Assemblaggio struttura meccanica
Per questa fase servono 4 barre filettate M10 L= 210mm e 2 barre filettate M10 L= 380
35 dadi M10
40 rondelle foro da 10mm e 4 rondelle foro da 10mm ma di diametro 20mm

3 viti M3x12
1 Bullone o vite M4x20 più dado M4
1 Bullone o vite M8x30 più dado M8
2 rondelle foro da 8
Fin quì si trova tutto da un buon ferramenta.

1 cuscinetto a sfere tipo 608
4 cuscinetti lineari tipo LM8UU
GT2 Belt circa 2 metri (se avanza non è un grosso problema)
2 barre lisce (guide di precisione) diametro 8mm Lunghezza 360mm
2 Pulegge GT2 da 16 denti per motore X e Y
Queste parti (comprese anche le guide di precisione per l’asse X e Z cuscinetti a sfere e le pulegge GT2 si possono trovare presso rivenditori specializzati di cuscinetti a sfere tipo “casa del cuscinetto” oppure su ebay a prezzi più interessanti.
Io ho comperato presso un rivenditore italiano di Piove di sacco (PD) su ebay
http://www.ebay.it/usr/compass_dhm_projects?_trksid=p2047675.l2559

Rivenditore serio con il quale è possibile accordarsi per le misure desiderate.
Spedisce dall’Italia a costi a mio parere onesti.

Acquisto delle barre filettate M10 e relativi dadi e rondelle per la struttura dell’asse Y.
Le ho tagliate a misura ed assemblate parzialmente.

Ho fatto tagliare delle assi di truciolare di spessore 23mm recuperate da avanzi di mobili per realizzare il frame. Questo modello lo faccio con il truciolare, rivestito e stabilizzato. Non dovrebbe nel tempo avere deformazioni importanti. Ho fatto tagliare anche una base sempre dello stesso truciolare sulla quale saranno fissati i vari pezzi del frame e la struttura della stampante. Il tutto è tenuto assieme da viti per legno e colla vinilica. Questa soluzione mi sembra più stabile rispetto alla versione originale con frame in alluminio o in alcuni casi in plexiglass.

La struttura assemblata è questa.

Riassumendo, tutte parti della struttura sono in truciolare (meglio se nobilitato o medium density) da 23mm eccetto il piano che ha spessore 15mm:
Nr.1 Base 380x380x15mm
Nr.2 Montanti verticali laterali 370 x 100mm
Nr.2 Montanti verticali frontali 370 x 55mm
Nr.1 Asse orizzontale superiore 370 x 123mm
Nr.1 Tramezzo inferiore 259 x 40mm da forare ed asolare in base alle quote per potervi inserire la struttura metallica dell’asse Y

Quì sotto il link al disegno quotato della struttura.

FRAME in LEGNO

ASSEMBLAGGIO STRUTTURA METALLICA ASSE Y

Per assemblare la struttura metallica dell’asse Y servono le seguenti parti in plastica stampate in ABS con la 3D printer Makerbot Replicator messami gentilmente a disposizione dal SciFabLab.

4x Y Corner

1x Y Idler

1x Y Motor

I file stl di queste parti plastiche sono scaricabili qui: parti plastiche asse Y

oppure su http://www.thingiverse.com/thing:119616

Le impostazioni utilizzate per la generazione del gcode sono le seguenti:
Filamento in ABS 1.75mm
Infill 80%
Temperatura Extruder 230°C
Piatto riscadato a 115°c

In alcuni casi ho usato l’opzione RAFT per una migliore aderenza delle parti al piatto riscaldato.

Stampare presso il fablab di Trieste le parti della mia stampante mi ha permesso di iniziare a familiarizzare con il SW necessario per creare il Gcode che per le printer della serie Makerbot è un X-Gcode, parente stretto del Gcode generato da slic3r o Cura, due SW di slicing maggiormente usati per le stampanti RepRap Prusa …come la mia.

1) Assemblare l’ Y idler con il cuscinetto come indicato in figura.
Verificare che il cuscinetto a sfere ruoti liberamente dopo aver stretto i dadi.

2) Assemblare la parte anteriore della struttura Y come in figura:

La posizione dell’ Y idler sulla barra filettata è dettata dalla posizione dello stepper motor nella parte posteriore della struttura e dal Y belt holder posizionato sotto il carrello del piatto di stampa (vedi post successivo) Prusa i3 Struttura Letto di stampa

3) Assemblare la parte posteriore della struttura Y fissando il motore all’Y motor con le 3 viti M3x12mm

La posizione dell’ Y motor (il supporto motore) è comunque basata sul motore scelto che può avere una profondità diversa a seconda della marca e della potenza e regolata definitivamente dopo il posizionamento del carrello di stampa dell’asse Y.
Garantire comunque 1-2cm circa di spazio sul retro del motore in modo da poter prevedere un dissipatore ed un piccolo ventilatore in caso le temperature di esercizio risultino troppo alte.

4) Stringere i dadi delle due strutture (anteriore e posteriore) verificando che tra il bordo esterno dell’ Y Corner destro e il bordo esterno dell’ Y Corner sinistro vi siano 186mm.

Unire le due strutture anteriore e posteriore con le due barre filettate da 380mm sempre diametro 10mm ma non stringere ancora i dadi. Questo lo faremo dopo aver inserito le barre lisce.
Contemporaneamente all’inserimento delle barre filettate da 380mm per unire la parte frontale con quella posteriore, si assemblano anche le due barre lisce da 360mm diametro 8mm inserendole negli appositi scavi nella parte superiore dei 4 corner. Le barre lisce stanno già ferme così, però è meglio bloccarle con una fascetta facendola passare nell’apposito foro.

Questo ovviamente va fatto solo dopo aver inserito i quattro cuscinetti LM8UU nelle barre rettificate.