David Roesel

Náhodný obrázek z cest.
Arlington Cemetery, Washington, D.C., USA

Stavění Dolly — Prusa i3 mk(2±0.5) klonu

Na této stránce se snažím zběžně dokumentovat stavbu 3d tiskárny podobnou Průšově i3 mk2. Na těchto zápiscích nebude oproti návodům, kterých je plný internet, nic speciálního. Možná až na to, že je bude psát někdo, kdo o 3D tisku vůbec nic neví. Stránku budu průběžně doplňovat a třeba tiskárnu někdy i dostavím.

Úvod a motivace 20.11.2017

Tiskárnu jsme začali stavět na podzim 2016, kdy jsme objednali spoustu součástek z eBay/Aliexpressu. Výjimky byly dvě: zaprvé rám, který jsme si chtěli koupit od Průši samotného (rám je pěkně zpracovaný a podpořit Průšu neškodí) a motory, které stojí podobnou částku i u nás a dá se lépe věřit jejich parametrům. Z daleka objednané součástky časem přišly, ale ukázalo se, že jsme se na stavbu špatně připravili a námi nakoupené součástky by neodpovídaly 3D vytištěným součástkám z originální tiskárny. Proto jsme stavbu odložili.

K plánu jsme se vrátili po tom, co jsme našli YouTube sérii a odpovídající webovou stránku od Toma z Tom's 3D, který si dal práci se stavbou Dolly — klonu Průšovy i3 mk2s. To nejdůležitější co Tom udělal bylo publikování změněných .stl souborů, které byly kompatibilní s levnými součástkami z daleka. Jeho livestreamy stavby samotné tiskárny nám také daly možnost se blíže seznámit s konstrukcí tiskárny a připravit se na možné komplikace.

Nejnovější sekce

Proč stavíme "z Číny"?

Nový začátek 27.11.2017

Správně bych tu měl popsat co všechno už jsme měli z minulého roku, ale byl by to jen suchý výčet součástek. Zkrátka v aktuálním stavu máme asi polovinu součástek, mezi těmi důležitějšími jsou motory, rám a 3D vytištěné součástky (díky Stano!). Z toho mála šroubků, které jsme měli z minulého roku, šlo postavit základnu (čtyři "nohy" spojené závitovými tyčemi). Na tu jsme potom v rámci testování přidali i hladké tyče s držákem vyhřívané podložky, takže aktuální stav se začíná podobat hotové části s Y posuvem. Do funkční základny ale mnoho chybí, mimo jiné namontování motoru, koncového spínače a pásového systému.

Jak je patrné z obrázku, různé části jsou vytištěné z odlišných barev a materiálů, což má časové a jiné důvody. Už teď jsou kusy tiskárny žluté a kusy průhledné a časem přibude ještě minimálně jedna barva. V dalším postupu nás zatím brzdí absence šroubů a matiček, které putují také z Číny. V mezičase jsme aspoň našli první možné zapojení motorů a s malou pomocí (díky Skoči!) jsme motory připravili na zapojení do jim odpovídajících konektorů.

Aktuální podoba základny tiskárny

Vyhřívaná podložka 30.11.2017

V původním nákupu minulý rok byla vyhřívaná podložka, která vyžadovala překrytí skleněnou vrstvou, která by byla k podložce přidělaná svorkami. V rámci letošní várky nákupů jsme se místo ní rozhodli pořídit podložku "MK3", která je z tlusté vrstvy hliníku a dá se tisknout přímo na ni. Stála místo $5 celých $15, ale přišla už s termistorem a připájenými napájecími kabely.

Z várky nově nakoupených předmětů přišla jako první a vypadá mnohem masivněji než ta původní. Napájené kontakty jsou čisté a vypadají pořádně udělané. Termistor už byl navíc přilepený na správném místě a kabely k němu jsou zakončené female piny. Uvidíme, jestli bude deska také fungovat, ale zatím nás příjemně překvapila. Ve většině online návodů se doporučuje dávat pod ni izolační vrstvu, aby se rychleji zahřívala, takže zkusíme najít karton/polystyren správných rozměrů.

Šroubky a matičky 11.12.2017

Jednou z nejdůležitějších chybějících položek bylo množství šroubků a matiček nutných k propojení jednotlivých součástek. V poslední várce dorazila většina M3 šroubků a matiček, takže jsme konečně mohli přidělat endstop a motor na osu Y a celý Y posuv se začíná blížit finální podobě. Poslední věc, na kterou zatím čekáme, je kladka (idler) a potom bude možné přidat pásy a pokračovat ve stavbě dalších os.

Jak je tedy vidět v pravém sloupci, na základnu přibyl motor (první fotka) a následně také ypsilonový endstop a hřídel na řemen. Endstop vypadá poněkud legračně, jelikož je vzhůru nohama a na 3D součástce drží poněkud zvláštním způsobem, ale zatím se zdá, že drží pevně a spíná jak má.

Osa Y kompletní! 20.01.2018

Dvě věci, které ne a ne přijít poštou byly čtvercové M2 matičky a hladká kladka (idler) na posun osy Y. Matičky nikde, ale idler konečně dorazil, takže jsme po měsíci mohli zase s něčím hnout. Idler nám jako poslední chyběl na dokončení základny tiskárny, která odpovídá návodu pro část Y-axis od Prusa Research.

Idler jsme tedy namontovali na patřičné místo, utáhli jsme rám základny a pokusili se ho co nejlépe srovnat. Poté jsme natáhli pás, ukotvili ho a dostatečně napnuli. Důležité bylo zkontrolovat, aby v krajní pozici spínal end-stop. Původně jsme pás napnuli příliš a motorem skoro nešlo otáčet. Proto jsme ho později povolili, ale motor se ani tak neotáčí úplně rovnoměrně — uvidíme, jestli to bude způsobovat v budoucnu problémy.

Hotová osa Y

Pokrok v ose X 26.01.2018

Po nevkusně dlouhé době konečně dorazily M2 čtvercové matičky, kterých design 3D tiskárny využívá na několika místech k tomu, aby byly zasazeny do čtvercových děr a pak se do nich skrze 3D vytištěnou součástku zašrouboval šroub. Jedna z částí, která na ně čekala, byla osa X — tedy taková "lavice" s pásovým posunem, která jezdí na závitových tyčích nahoru a dolů po ose Z. Součástky na tuhle část máme vytištěné ze zeleného ABS a oproti žlutým a průhledným PLA jsou mírně zcvrklé (tak 99 % ve všech roměrech) a praskají podél vrstev. Spoustu děr bylo tedy potřeba rozšířit, což šlo v některých případech snadno takovým vhodným udělátkem na čištění, které Tom používal ve svých YouTube videích.

Největší problém byl ale s dírami, do kterých se měly zasadit hladké nerezové tyče. Ty bylo potřeba postupně rozšiřovat, aby se do nich tyč dala vůbec zasadit, a vzhledem k nedostatku odpovídajících nástrojů jsme nakonec díry přizpůsobili plochým šroubovákem. Při šroubování endstopu na osu X se nám podařilo rozštípnout jeden z plastových "závitů", ale endstop v něm stále drží, takže jsme to tak zatím nechali. Časem bude možná rozumné danou součástku vytisknout znovu z PLA.

Na osu X zbývá natáhnout pásy, ale to by se mělo dělat až v momentu, kdy bude celá osa X nasazená na závitové tyče osy Z. Na tu nám ale bohužel stále schází couplery, které převádí hřídel krokového motoru na závitovou tyč. Snad se jich dočkáme.

Osa X z jedné...

... a druhé strany.

Začátky extruderu 27.01.2018

M2 čtvercové matičky byly také tím co nám znemožňovalo skládat extrudér, takže po zaseknutí se na ose X jsme pokračovali právě tím. Kromě prohlubování děr a vrtání nových tam, kde byly "zalepené" jsme se opět potýkali s praskáním podél vrstev. ABS asi opravdu nebyla nejlepší volba materiálu, nebo jsme si ho nechali vytisknout za špatných podmínek. Jinak se dalo všichno složit dobře, ještě pořád nás fascinuje systém pružinek a skateboardového ložiska na tahání filamentu.

Po složení celého extrudéru jsme ho museli celý znovu rozebrat, protože jsme zapomněli do chladiče vložit teflonovou trubičku, ale potom už šlo skládání bez problému. Jedinou starost nám dělá hot-end, ze kterého vedou kabely jiným směrem, než 3D vytištěné součástky předpokládají. Zatím jsme ale na problém nenarazili, takže budeme doufat, že se to nějak vyřeší.

Extrudér je tedy v zásadě hotový a zbývá ho jen nasadit na osu X, která ale není dodělaná, takže zatím extrudér zůstává mimo zbytek. Kromě čekání na couplery tedy čekáme na koncovky ke kabelům, které by nám umožnily začít pracovat na elektronice a kabeláži směrem od Arduina ke zbytku tiskárny.

Krokový motor a větráček

Pružinkový systém na tah filamentu

Sestavení (hotová mechanika) 29.01.2018

Dva dny po M3s matičkách dorazily couplery, které nám konečně umožnily propojit krokové motory osy Z se závitovými tyčemi. Následně šla osa X nasadit na každé straně na hladkou a závitovou tyč a pomalu (opravdu hodně pomalu) šroubovat, aby osa X klesala dolů. Sestavené díly už tedy začínají vypadat jako tiskárna, i když s neseříznutými metrovými tyčemi má značně tykadlovitý duch.

Po našroubování osy X už do ní šel natáhnout posuvný pás a následně se k ní dal přišroubovat také z minula sestavený extruder. Trochu delší práce byla se správným vedením kabelů, ale zatím jsou pod kontrolou a problému bylo jen pár. Jeden z nejpodstatnějších je momentálně to, že se hot-end včetně chladiče v součástce extruderu trochu kinklá, což určitě nebude dobré pro přesný tisk. Zatím jsme ale nenašli nic, co bychom udělali špatně, takže uvidíme, jak to dopadne. Možná bude potřeba znovu vytisknout (mírně upravenou) součástku extruderu tak, aby pevněji držela chladič trysky.

V mezičase jsme také umístili na stolek osy Y vyhřívanou podložku a podložili ji celkem natěsno dvěma vrstvami kartonu, aby byla lépe izolovaná a byla schopná v rozumných časech dosahovat požadovaných teplot i přesto, že do ní budeme pouštět jen 12 V. Viz obrázek v pravém sloupci. Možná je teď podložka malinko prohnutá, ale pokud bude správně fungovat sonda na extrudéru a mesh bed leveling, neměl by to být zásadní problém. Snad ten karton taky nezačne hořet :P.

Další krok bude zapojení všech kabelů a zprovoznění elektroniky. Náš čínský klon Arduina MEGA se před rokem tvářil jako funkční, ale na internetu koluje spousta příběhů co všechno zvládnou provést RAMPS boardy jako ten náš, který do Arduina budeme zapojovat. Předtím ale musíme mít všechny odpovídající koncovky.

Nainstalovaná podložka

Tiskárna s tykadly

Elektronika 03.02.2018

S hotovou mechanikou bylo potřeba zapojit všechny kabely, nakrimplovat asi třicet koncovek a zapojit správně všechny kabely do RAMPS boardu. Tohle všechno se povedlo na první pokus a dalším krokem bylo do Arduina nahrát firmware, který bude tiskárnu ovládat. Vyšli jsme z Marlin firmwaru od Toma ze stránek a začali testovat pohyb motorů.

Špatně bylo hned několik věcí:

  1. Ovladače motorů (DRV8825) byly nastavené na příliš vysoký proud a motory se nám začaly velice rychle přehřívat a na chvíli se přestaly hýbat úplně. To jsme nakonec vyřešili správným nastavením potenciometrů na ovladačích.
  2. Na všech osách (X,Y,Z,E) motory ujely vždy přesně poloviční vzdálenost, než měly. Když jsme chtěli X posunout o deset centimetrů, urazil motor pouze pět. Oprava souvisela s krokováním ovladačů a s bulharskými konstantami ve firmwaru. Všechny osy se nakonec podařilo zkalibrovat.
  3. Všimli jsme si, že se hot-end volně otáčí v součástce extrudéru a že by se při případném tisku v budoucnu mohl začít klepat. Poctivé dotažení šroubů a obroušení trochy plastu ze součástek extrudéru tenhle problém opravilo (viz obrázky napravo).

Po vyřešení všech těchto problémů jsme úspěšně nažhavili hot-end i podložku a začali jsme z trysky konečně tlačit tavený plast.

Uvolněný hot-end

První tavení plastu

První tisk 09.02.2018

Stavění tohoto klonu narušilo dlouho očekávané doručení druhé tiskárny (MK3), které jsme se pár dní věnovali, ale nakonec jsme na ní vytiskli pro náš klon držák špulky filamentu, takže i její sestavení vedlo k posunu kupředu.

Po upilování závitových tyčí na ose Z (odstranění tykadel) a několika dnech ladění Sliceru s internetovou pomocí jsme začali tisknout několik pokusů o lodičky Benchy, které se ne úplně dařily:

Po úspěšném přichycení první vrstvy a dlouhé Z kalibraci jsme začali tisknout testovací krychličky a na porovnání jsme měli výtisk z čerstvě sestavené MK3, která by měla být ve všech ohledech lepší než naše Dolly. Porovnat rozdíly můžete sami.


↖ MK3 — Dolly (2. pokus) ↑ — Dolly (1. pokus) ↗

No a zatím posledním srovnávacím testem byl Yoda ve velikosti 50 % s tloušťkou vrstvy 0.15 mm. Z výsledků to vypadá, že toho je na Dolly ještě potřeba spoustu dodělat, ale zatím z ní lezou tisky neočekávané kvality i přesto, že její obsluha není tak jednoduchá jako u MK3. Mezi další kroky bude patřit úklid kabelů, zakrytí LCD displaye a elektroniky a upravení parametrů slicer profilu.

Aktuální podoba tiskárny

Zprovozněné LCD

(Dolly) Yoda a Yoda (MK3)


Další části budou průběžně přibývat s příchodem dalších součástek. Chcete-li dostávat upozornění, napište mi ↘.