Нагревательный стол 3d своими руками. Если очень хочется, то можно. Горячий стол для Prusa i3 Hephestos. Оптимизация крепежных отверстий

Все, у кого есть 3D принтер, не по наслышке знают, чтобы печать прошла гладко и без проблем, необходимо надежное прилипание первого слоя к подвижной платформе принтера. Для этих целей придумано много способов: начиная c нанесения малярного скотча и заканчивая ПИВОМ! Да-да, вам не послышалось, пивом! Но, как нам сказал один клиент - это неплохая отмазка для своей жены. Так что берем на вооружение и поехали дальше!

Самый популярный и проверенный годами способ - это использовать нагревательную платформу, или по-другому нагревательный стол. Что это такое? Это платформа, на которую подается напряжение и за счет этого она начинает греться. Теперь, когда будет печататься первый слой модели, пластик будет лучше прилипать к горячей платформе.

Нагрев стола улучшает прилипание детали и позволяет печатать пластиком с большой усадкой. Так, например, достаточно простым и распространенным PLA можно печатать на холодном столе и многие принтеры начального уровня, предназначенные для печати этим пластиком, не имеют подогреваемого стола. Но все же для PLA пластика рекомендуется подогреть стол до 50-70 градусов. А вот более капризным ABS без нагревательного стола печатать уже не получится. При остывании он дает ощутимую усадку, что ведет к загибанию углов и отрыванию модели. Для работы с ним требуется на протяжении всего процесса печати поддерживать температуру стола в пределах 90-110 градусов.

Давайте по порядку разберемся какие бывают нагревательные столы, какие плюсы и минусы каждого. Подогреваемые столы для 3D принтеров можно классифицировать по нескольким параметрам:

Напряжение питания;

Тип нагревателя;

Размер подогреваемой области.

Начнем, пожалуй, с самых популярных столов – это текстолитовые, в частности MK2B. Они бывают разных расцветок, красные, черные и белые. Столы выполнены из текстолита толщиной 4 мм и выпускаются разных размеров. Самые ходовые столы с рабочей областью 200х200 мм, также довольно часто встречаются и 300х300 мм.

На текстолите нанесены медные дорожки, которые как раз и нагреваются, когда на них подается напряжение. Если взять стол MK2B, то он рассчитан на 12 или на 24 Вольт в зависимости от схемы подключения. Текстолитовый стол греется достаточно быстро, до 70 градусов за 4-7 минут, до 100 за 10-15 минут.

Так как текстолит довольный гибкий материал, то под действием тепла он может изогнутся. Обязательным условием для печати является использование стекла или зеркала. Стекло/зеркало кладется сверху стола и фиксируется, например, канцелярскими зажимами. Теперь у нас есть “идеальная поверхность” на которой можно печатать.

К плюсам текстолитовых столов можно отнести:

Доступная цена;

Легко крепиться на платформу.

Из минусов можно выделить:

Текстолит достаточно ломкий, и при не правильной эксплуатации или транспортировки он может повредится;

На больших габаритах греется достаточно долго.

Алюминиевый стол значительно дороже текстолитового. Как следует из названия, это алюминиевая пластина с дорожками нагревателя, расположенными с обратной стороны. В отличие от текстолитового, алюминиевый стол жестче и менее подвержен температурной деформации. За счет этого, можно печатать без стекла. Специальные покрытия и стикеры для улучшения прилипания можно наносить сразу на алюминиевую поверхность. Но! При неправильной калибровке зазора, в случае если сопло окажется ниже уровня стола, есть вероятность его повреждения... В таком случае также можно использовать стекло/зеркало, которое будет располагаться сверху.

Как и текстолитовые столы, алюминиевые могут питаться от 12 В или 24 В.

Визуально, алюминиевый и текстолитовый столы очень похожи, отличить их можно по лицевой стороне. У текстолитового она обычно выглядит также, как и оборотная – информация о подключении и предупреждение о высокой температуре. У алюминиевого лицевая сторона в виде металлической пластины, либо с рисунком производителя. Оба этих стола нуждаются в специальной упаковке при пересылке. Алюминиевые столы крепятся также, как и текстолитовые, с помощью 4х крепежных отверстий в столе.

К плюсам алюминиевых столов можно отнести:

Более равномерный прогрев по всей площади;

Менее хрупкий (по сравнению с текстолитом);

Можно обойтись без стекла/зеркала.

Из минусов можно выделить:

Высокая цена;

По сравнению с текстолитом имеет больший вес;

Алюминий может приехать кривым, соответственно без стекла печать будет затруднительна.

Кроме текстолитовых столов, широко используются силиконовые. Только теперь за основу взят не текстолит, а силикон, внутри которого располагаются дорожки, под воздействием тока они нагреваются и наш стол начинает выделять тепло. В зависимости от толщины дорожек и их количества, можно изготавливать столы разной мощности и под разные напряжения. Как правило силиконовые столы можно сделать любых размеров... начиная от самых маленьких 100x100 мм и заканчивая 1x1 м и это далеко не предел.

В отличии от текстолита, силикон достаточно гибкий материал, и он меньше подвержен механическим воздействиям, что можно отнести к плюсами данных типов столов.

А как же крепить силиконовые столы? У текстолитовых все понятно, в углах предусмотрено 4 отверстия и с помощью их закрепляем стол на подвижной платформе. С силиконовыми столами немного тяжелее. Так как силикон достаточно гибкий, то его надо зафиксировать на твердой теплопроводящей поверхности. Как правило используют лист алюминия, к нижней части которого крепиться нагревательный стол. Обычно Силиконовые столы идут уже с клейкой лентой с одной стороны, поэтому приклеить его не составит труда. Или второй вариант, закрепить стол непосредственно на стекле.

Силиконовые столы делают под разные напряжения: 12, 24 или 220 В. Исходя из нашего опыта, если рабочая область поля 300x300 мм и больше, то лучше покупать столы рассчитанные на напряжение питания 220 В, и вот почему:

Столы быстрее будут греться;

Срок службы увеличиться, так как если использовать напряжение 12 или 24 В, то должны быть высокие токи, и есть вероятность перегорания дорожек.

Столы на 220 В подключаются через реле и соответственно разгружают силовую часть платы.

Каптоновые (полиамидные) столы

Самый дорогой и редкий тип нагревателя для нагревательного стола 3D принтера, но при этом и самый легкий. Он представляет собой медные дорожки, запечатанные в каптоновую пленку. Также как и силиконовая грелка, он приклеивается к самому столу и является очень гибким. Такие нагреватели существуют самых разных размеров, от пары сантиметров, до нескольких десятков сантиметров. Они мощнее силиконовых грелок и легко могут нагреваться до температуры более 200 градусов даже при малых размерах. Из-за цены не получили широкого применения в 3D принтерах. Для примера, грелка 150*120 мм стоит почти как алюминиевый стол 300*300 мм.

Так что же выбрать?

Выбор стола следует осуществлять исходя из задач и бюджета, учитывая некоторые особенности.

Размер имеет значение. Текстолитовые и алюминиевые столы с областью печати от 300*300 мм крайне сложно найти на питание 12В. Большинство идут с питанием 24В, но продавцы могут указать также и 12В. В этом случае стол без проблем заработает от 12В, только рабочая мощность будет в несколько раз ниже и температуры даже в 90 градусов стол не достигнет.

Физический размер стола всегда больше размера подогреваемой области. Например, если требуется подогреваемая область 200*200 мм, то зачастую такие столы имеют размер 214*214 мм. «Лишние» 14 мм отводятся на зону без нагревателя, где размещаются отверстия крепления стола.

Крайне важно обратить внимание на питание выбранного стола и питание управляющих плат. Конечно, можно использовать стол на 24В на принтере, который работает от 12В. Для этого есть специальные реле и мосфет-модули. Но надо учесть, что потребуется две линии питания – 12 и 24В

Силиконовые грелки на 220В подключаются только через реле. На обычных платах персональных принтеров не предусмотрено подключение такого напряжения.

Не следует экономить на толщине питающего провода. Толще провод – меньше сопротивление – быстрее нагрев. Особенно это заметно на маломощных текстолитовых и алюминиевых столах. В кругу опытных 3Д-печатников для этих целей широко применяется ГОСТовский многожильный медный кабель – при большом сечении он сохраняет достаточную гибкость.

Для всех типов столов рекомендуется утепление снизу. Уменьшаем теплопотери и получаем более быстрый нагрев и более стабильную температуру. Утеплители надо использовать высокотемпературные. Это могут быть силиконовые или пробковые листы, либо различные бытовые утеплители, например, для бань и саун.

Так какой же в итоге выбрать нагревательный стол? На наш взгляд одной из самых удачных связок является:

Силиконовый нагревательный стол рассчитанный на 220 В;

Алюминиевая пластина, к которой будет клеиться стол;

Стекло (каленое или обычное);

Кусок теплоизоляции;

Твердотельное реле.

Данная комбинация прослужит Вам очень долго и не доставит вам лишних хлопот, силиконовый стол на 220В будет греться достаточно быстро, а алюминиевая пластина с теплоизоляцией позволит равномерно распределить и сохранить тепло по всей плоскости стола.

Теплоизоляция и выбор стекла

Для того, чтобы стол грелся быстрее, равномернее и держал лучше температуру, его необходимо “утеплить”. А чтобы поверхность для печати была ровной и быстросъёмной, необходимо использовать зеркало или стекло. Об этом мы поговорим в следующих статьях.

Всем доброго здоровья.

Просматривая публикации на портале я обратил внимание на устройство регулировки стола принтеров у разных авторов. Китайские барашки почти на всех фотографиях принтеров.

Хочу предложить устройство для точной и удобной регулировки. Данное приспособление позволяет производить регулировку с точностью до 0,05 мм. На фото представлен комплект регулировочных винтовых домкратов для стола 3D принтера. По скольку данный портал о 3D принтерах здесь представлен печатный вариант устройства. Печатный вариант предназначен для принтеров без подогрева стола. Для столов с подогревом необходимо устанавливать устройство выполненное из металла.

Домкрат устанавливается по углам стола. Активный винт закрепляется на подвижной части с помощью контрящей гайки с шайбой Гровера.

Как представленный домкрат устроен?

На рисунке слева на право представлены печатные детали: Крышка, Корпус, Гайка.

Внутрь гайки вставлена металлическая самоконтрящаяся гайка М3. Гайка М3 устанавливается в процессе печати и намертво запечатывается следующими слоями. Сделано это для устранения возможных зазоров и люфтов.

Такая гайка М3 устраняет люфт резьбы за счет наличия упругого элемента запрессованного внутри гайки М3 (на рисунке показан синим цветом).

Общая схема устройства

Фиолетовым цветом показаны крепежные элементы (саморезы).

Для столов с подогревом я предлагаю домкраты выполненные из металла. Они по конструкции намного проще. У меня два варианта конструкции.

Первый вариант изготовлен как самостоятельный сборочный узел.

Состоит из двух крышек, активной гайки (коричневый цвет), и двух распорных элементов (я применил обычные гайки). Активную гайку изготовил из 50-ти рублевой монеты 1993 года. Работает исправно.

Второй вариант аналогичен первому, но вместо нижней крышки используется элемент конструкции на которой домкрат крепится. Это упрощает конструкцию, сокращает количество деталей, но не дает возможности использовать устройство в другом месте.

Недавно решил напечатать на своем принтере достаточно крупную деталь, длиной 10 см. Оказалось, что при печати 3-4 слоя деталь начинает изгибаться и отслаиваться от стола. Никакие ухищрения не помогали. Мне не хотелось делать нагревательный стол, но видимо от этого никуда не деться.. Опять же была проблема — невозможно купить термодатчик, надо заказывать, а ждать лень. Поэтому решил делать стол без датчика температуры, да и не нужен он — менять температуру нагрева не надо, а потому измерять её ни к чему.

Посмотрел различные виды подобных столов и понял одну закономерность — у большинства нагревательных столов ширина дорожек примерно 5 мм. Решил действовать наобум, без вычислений — авось получится температура 100 градусов. По моим ощущениям и в сравнении с существующими моделями нагревательных столов, она должна была быть именно такой. Взял кусок одностороннего текстолита и выпилил кусок по размеру рабочего стола принтера 17х28 см.

заготовка нагревательного стола
heat bed

разметка нагревательных линий

Подумал.. и решил их сделать в форме змейки (чтобы потом не париться с соединением соседних дорожек):

Взял острый саморез и процарапал дорожки по нарисованным линиям. Замерил сопротивление змейки от начала до конца (т.е. сопротивление всего стола) — оно было порядка 1,5 Ом. Померил сопротивление половины стола — опять 1,5 ом. Значит где-то коротит. Сколько я ни бился, мне так и не удалось избавиться от замыканий. Бросил это дело с саморезом и дрёмелем проточил все дорожки. Получилось некрасиво, кривовато, но зато без замыканий, сопротивление 2.2 Ома. Вот как выглядит стол на просвет:

нагревательный стол на просвет.
замыканий нет

Подключил к блоку питания на 12 В напрямую — температура стола не более 70 гр. Сначала расстроился, что придется уменьшить толщину дорожек, но вовремя приложил это чудо к столу принтера. Оказалось, область печати принтера короче рабочего стола на целых 10 см!!! Я быстренько перепаял провода поближе друг к другу и температура тут же подскочила до 120 гр. Это победа Вода тут же с шипением испаряется.

Установил стол на принтер и понял — нужны пружинки, без них никак нельзя — от температуры дерево может рассохнуться (принтер у меня деревянный) да и регулировать горизонтальность стола намного проще с подпружиненным столом.

Пружинки сделал из того, что было — намотал стальку на болт, виток к витку:

Снимаем её и немного растягиваем:

И делим на части:

Запас хода у них небольшой, примерно 3-4 мм на 1,5 см пружину — этого вполне достаточно. Вот какой стол у меня получился:

Кажется, что они полностью сжаты, но это не так, поверьте на слово
С другой стороны стола сделал пружинки покороче, они получились мягче, но и нагрузка в этой части стола меньше:

Вот весь стол в сборе:

готовый стол с подогревом

Температура стола 105-110 гр. Стекло от фоторамки из Икеи, размер оказался идеально подходящий Толщина стекла 2 мм.

Замеченные особенности — любой текстолит в магазине горбатый, искривленный и т.д. обязательно нужно стекло, чтобы выровнять поверхность стола. При нагреве текстолит еще немного покоробился. Не знаю как его сделать идеально плоским.. но это не мешает, т.к. с помощью регулировочных болтов и пружин стол выравнивается буквально за пару минут

Да, печатаю я на стекле, смазанном — дешево и сердито. Когда , с трудом мог оторвать детали, однажды вместо детали оторвался кусок оргстекла и я глубоко порезал палец. С тех пор печатаю только на стекле

P.S. Некоторые умельцы печатают , увы.. у меня с сахаром ничего не получилось — он очень быстро кристаллизуется и толку от него никакого (нужны более высокие температуры, что бы он расплавился). Некоторые печатают на загадочном

Я писал о печати пластиком ABS на холодном столе 3D-принтера МС2 от Мастер Кит.

Технология работает, но накладывает некоторые ограничения, прежде всего, на размеры печатаемой детали в горизонтальной плоскости. С удовольствием экспериментируя с принтером MC2 и дорабатывая его, я пришел к выводу, что пора бы мне обзавестись подогреваемым столом. Там более, что электроника принтера эту возможность поддерживает. А заодно попробовать сделать этот стол регулируемым, исключив функцию AUTO_BED_LEVELING. В принципе функция работает неплохо, об этом я писал в этой статье , но захотелось попробовать и такой вариант.

Собственно, приобрести для этого надо только сам нагреватель, термистор и пружинки для регулировки – это можно сделать на сайте 3d.masterkit.ru . И придумать, как термически развязать пластиковые детали принтера, предназначенные для крепления стола, и нагреватель.

Покопавшись в шкафах, нашел кусок стеклотекстолита. Хороший, ровный, толщиной 2мм. Отпилил от него квадрат 220x220мм. (Размер нагревателя – 214x214мм.) И, недолго думая, просверлил в нем 4 отверстия для винтов M3х10 с головкой впотай для крепления текстолита к штатным держателям стекла и 4 отверстия для крепления нагревателя. В деталях для крепления стекла просверлил отверстия 2,5мм и привернул текстолит винтами как саморезами.

Теперь надо через пружинки прикрепить нагреватель к текстолиту. Какое-то время размышлял, как сделать так, чтобы гайки регулировочных винтов были зафиксированы, но потом решил обойтись вообще без гаек. Нарезал резьбу M3 прямо в стеклотекстолите, получилось где-то 4 витка. Попробовал несколько раз вкрутить-выкрутить подпружиненный винт. Если делать это аккуратно, резьба вполне держит, не деформируется. Посмотрим, как решение будет вести себя при длительной эксплуатации; если резьба испортиться, наклею на текстолит металлическую гайку-шайбу с резьбой M3, можно из ABS напечатать фиксатор, или еще что-то в этом духе.

Далее следует приклеить термистор в центральное отверстие в нагревателе термостойкой лентой или бумажным скотчем. Он подключается к плате управления к разъему T1. Также в прошивке Marlin необходимо разрешить считывать данные с этого датчика. Для этого во вкладке Configuration.h надо изменить 0 на 1 в строчке #define TEMP_SENSOR_BED 1
После этого в программе RepetierHost можно увидеть и выставить значение температуры стола.

Стекло для печати – как же без него – удобно крепить канцелярскими зажимами для бумаги. Их можно найти в любом писчебумажном отделе. Вот такой бутерброд получился. Довольно увесистый, надо сказать. Решил, что надо бы уменьшить в связи с этим ускорения по оси Y, а заодно и X. Лезем опять в прошивку. И уменьшаем вдвое следующие параметры в Configuration.h (указаны новые значения):

#define DEFAULT_MAX_ACCELERATION {4500,4500,100,9000}
#define DEFAULT_ACCELERATION 1000

Наверное, будет чуть медленнее печатать, ну и ладно, мы не торопимся.

Для того, чтобы исключить влияние крепления экструдера на точность позиционирования и в полной мере реализовать возможность регулировки стола, я решил жестко закрепить экструдер в его держателе, для чего просверлил насквозь детали его крепления и стянул винтами. В связи с этим пришлось переставить концевой выключатель оси Z под платформу, на которой реализована ось X. Напечатал детальку с двумя прорезями для регулировки концевика и просто приклеил ее дихлорэтаном к основанию, соединяющему три шаговых двигателя снизу принтера. На всякий случай еще и винтом притянул. Теперь концевик срабатывает при опускании платформы до нужного уровня.

В качестве блока питания, с учетом увеличившего на 10A (!) тока потребления использовал бесхозный блок питания от старого компьютера мощностью 350Вт. Он дает ток 15A на желтом проводе 12В. Нагреватель подключаем к выводам D8 платы управления. Проверил напряжение при полной нагрузке, держится на уровне 11,5-11,6В. Блок не греется. Годится!

Попробуем теперь что-нибудь напечатать ABS-ом. Тестовый кубик 30x30мм, например. Видим в RepetierHost: 100 градусов на столе, 250 на экструдере. Слой 200мкм, обдув выключен.

Пованивает немного, но с открытым окошком вполне терпимо. По мне, так пусть пахнет, даже приятно!

Получился вполне пристойный кубик, согласитесь! Кстати, при печати обдув детали не включал, так так это охлаждает экструдер градусов на 10.

Остался доволен качеством печати, но через некоторое время сообразил, что своими экспериментами закрыл себе доступ к плате управления! Ток драйверов порегулировать или переключить что…вот засада. Оказалось, если ослабить крепления и аккуратно вынуть полированные валы, по которым перемещается стол, то он замечательным образом снимается и открывает доступ к плате. При этом все настройки стола с пружинками вполне сохраняются. Уф!

Так пока и не решил, какая калибровка мне больше нравится, автолевелинг или пружинки на столе…

Всем хорошей печати!