Моя Marble Machine, напечатанная на 3D принтере

Моя цель - предложение широкого ассортимента товаров и услуг на постоянно высоком качестве обслуживания по самым выгодным ценам.


Я пытаюсь освоить 3D печать — у меня появился принтер FLSUN-QQ, я установил себе 3D редакторы: Fusion 360, Blender, пробую Компас 3D. Что-то получается, что-то не получается. Эта Marble Machine на видео — один из моих первых успешных проектов. Проект, хоть визуально и не большой, но его реализация потребовала от меня значительных усилий. Пришлось и 3D редакторы осваивать и механику придумывать и вести настройку-отладку этого устройства.

Далее расскажу из каких частей состоит эта машина.
Самая главная часть — это, несомненно, подъемная спираль. С ней было больше всего проблем. Я разработал множество разных видов спиралей и многие версии были отвергнуты или по эстетическим соображениям или по техническим причинам. Да даже из-за того, что обещанное время печати было слишком большое приходилось отказываться от разных идей… Хотелось получить что-то воздушное, красивое и чтобы можно было напечатать на моем принтере в разумное время.

Окончательная модель спирали выглядит вот так:



Спираль установленная на машине:



Со спиралью было несколько проблем. Первая — это нужно было решить какой должен быть профиль у спирали. Рассматривались несколько вариантов. Самые простые из них схематично в разрезе можно представить вот так:



Тут такое дело — в первом варианте если бордюрчик у полочки будет сильно выступать, то ПО для принтера, а я пользуюсь Ultimaker Cura, сделает мне поддержки, которые нужно будет удалять вручную, а потом если плохо вычистить, то они будут еще и мешать шарику катиться. Если брать второй вариант с утолщающейся полочкой, чтобы шарик как бы скатывался к плоскости спирали, то поддержек точно не будет, но и неизвестно насколько хорошо будет удерживаться шарик. Я даже печатал фрагмент такой спирали, чтобы посмотреть, как оно будет в реальной жизни. Но все таки победил третий вариант, промежуточный, с бордюрчиком/поребриком в виде уголка. Если его сделать не сильно большим, то принтер умудряется такое и без поддержек напечатать.

Другая проблема с печатью спирали была чисто производственная. Мне никак не удавалось напечатать ее целиком. Не уверен в чем причина — возможно, что у такой фигуры слишком большая поверхность остывания. Пока экструдер пройдет по всей траектории часть модели наверное уже значительно остывала. Но это только мои догадки. Причем, что странно, у самого стола, который подогревается — печать идет нормально, а вот выше поднимается печать и появляются расслоения пластика. При этом, печать маленьких тестовых моделей происходила без проблем. Не очень приятно, когда начал печатать и вроде бы все идет хорошо уже час. Оставляешь печатать на целый день (еще 13 часов печати) пока ушел на работу. Приходишь домой, печать окончена, но получился брак — модель расслоилась на верхних слоях. Я даже уже подумывал печатать спираль по секторам, а потом склеивать. Однако потом мне удалось подобрать режимы печати, температуру и скорость, когда печать прошла полностью от начала до конца с приемлемым результатом. Немного пооставались волоски-тянучки, нужно было бы их все очистить, но тут немного поленился.

Еще был вопрос, как приводить спираль во вращение. Как видите, по краю спирали идет шестеренка. Я ее честно говоря не рассчитывал особо. Думал главное зубчики на краю спирали сделать, а потом как нибудь придать вращение от игрушечного коллекторного двигателя с другой шестеренкой. Эта идея у меня не заработала по нескольким причинам. Во-первых, шестеренки все-таки нужно предварительно рассчитывать. Во-вторых, идея была почти реализована примерно вот так:



Но тут выяснилось, что не просто регулировать обороты коллекторного двигателя, потом, вал игрушечного двигателя довольно сильно люфтит, да и шумит он в работе неприятно. В общем от этой идеи отказался. Взял шаговый моторчик 28BYj-48 с драйвером двигателя:



Управление шагами сделал на Verilog в ПЛИС платы Марсоход:



Если кому интересно, как запрограммировать управление шаговым двигателем на Verilog, то это тема отдельной статьи. Теперь и скорость можно легко программировать и работает почти бесшумно. Только теперь жаль, что при печати спирали значительное время печати ушло именно на печать шестеренки. Думаю без нее часа 2 печати бы сэкономил.

Итак, шаговый двигатель 28BYj-48 устанавливается в специальную стойку. Модель стойки, которую я разработал выглядит вот так:



В машине, стойка с двигателем выглядит следующим образом:



Поскольку стойка находится где-то сзади и ее особо не видно, то при печати выставлял толщину слоя побольше, 0.25 мм, там особо точность и красота не нужна, но хоть чуть чуть время печати сэкономить. Хотя, какая уж там экономия времени, если вспомнить, что первый вариант стойки, который предполагалось использовать в варианте с коллекторным двигателем, был вот такой:


Проблема с этой стойкой — большой люфт вала спирали. Ну и опять же, как я уже написал, вариант с коллекторным двигателем и шестеренкой не заработал, так что пришлось и новую стойку под шаговый двигатель делать.

Так уж получается, что почти каждую деталь я печатал минимум по два раза. Первый вариант, даже если почти рабочий приходилось часто забраковывать. Вот, например, деталь «змея»:



Уж казалось бы, что тут может быть не так, но оказалось, что когда шарик спускается по прямой, то разгоняется прилично и вылетает из-за центробежной силы. Пришлось первый поворот увеличивать высоту бортика. Ну и заодно при повторной печати уменьшил высоту слоя печати. Пусть печатает дольше да более качественно. Вот «змея» установлена в машине:



Еще для проекта потребовались плюшки для крепления шпилек М4:



Эти плюшки крепятся к доске двусторонним скотчем — довольно крепко получилось. Смешно, что и четверные плюшки я печатал два раза. Сперва напечатал черным пластиком и с небольшим заполнением. Модель так крепко прилипла к столу 3D принтера, что пока отрывал ее, погнул немного. И все — она не стоит на столе ровно. Но и хорошо, что перепечатывал, комбинировать белый и черный цвет мне кажется была хорошая идея.

Желоба:



Одиночный разворот:



Ну еще ряд второстепенных деталей. В общем пришлось много печатать и перепечатывать. Тем не менее, я рад, что выполнил этот проект. Возможно, через некоторое время мне удастся расширить эту Marble Machine, добавить новых подъемников и спусков, ведь на доске справа еще есть место для следующей машины.

Я подумывал разместить исходники моих моделей, но потом решил, что в этом нет никакого смысла, ведь каждая Marble Machine — это прежде всего фантазия его создателя. Вряд ли кто-то захочет повторять все именно так как оно тут есть. Можно сделать и лучше или просто по другому.
Источник: https://habr.com/ru/post/446136/#habracut

Интересные статьи

Интересные статьи

От скорости сайта зависит многое: количество отказов, брошенных корзин. Согласно исследованию Google, большинство посетителей не ждёт загрузки больше 3 секунд и уходит к конкурентам. Бывает, что сайт ...
Однажды в одном из проектов в мои руки попал фискальный принтер. Мы каждый день сталкиваемся с этими устройствами, когда совершаем платежи в магазинах, но мало кто догадывается что на самом деле ...
Тема статьи навеяна результатами наблюдений за методикой создания шаблонов различными разработчиками, чьи проекты попадали мне на поддержку. Порой разобраться в, казалось бы, такой простой сущности ка...
Одной из «киллер-фич» 12й версии Битрикса была объявлена возможность отдавать статические файлы из CDN, тем самым увеличивая скорость работы сайта. Попробуем оценить практический выигрыш от использова...
Сегодня мы поговорим о перспективах становления Битрикс-разработчика и об этапах этого пути. Статья не претендует на абсолютную истину, но даёт жизненные ориентиры.