2015年2月8日 星期日

DIY 極致之路 -- 3D 印表機

在上次製做 正切唱臂 時,有部分零件尋找到代客 3D 列印的廠商來製做,即感到 3D 列印技術真是 DIYer 所追求之極致,有了這項技術幾乎解決掉 90% 以上 DIY 所需的零件問題,剩下 10% 是材質問題,只有無法用塑料取代的零件才不能用 3D 列印出來。但我相信不久將來 3D 印表機一定可以印出各種不同材質出來。

3D 列印技術其實很早就已開始發展,只是最近一兩年才突然大量個人化、小型化的印表機出現,到今天 3D 印表機更出現了 Open Source 的機種,也就是一群網路同好分享出自己的研究成果,一台完整的 3D 印表機竟然大辣辣的完全分享給所有網友自製。既然如此,有這樣好康何不自己弄出一台 3D 印表機來,依上次外包列印的經驗,只要多印幾個零件成本應該就回來了。

有一個 3D 印表機的 Open Source 組織叫 Reprap 他們已經提供了完整的資料,只要按圖索驥就能自造出一台 3D 印表機來。他的心臟不用說就是使用另一個 Open Source 組織 -- Arduino 的MCU 控制板,也就是我之前做四軸飛行器的 MCU 控制板。當然還需要電子、電機、機械等零件及韌體,這些資料都請去 Reprap 官網去找。這裏介紹幾個不錯的網站,有助於組裝及使用上的了解:

1. Reprap 官網    如果懂英文,這當然是一定要去的。
2. 3D印表機 DIY 建構筆記
3. 3D Printer DIY

雖然資料都已經完全 Open 給你,但要搜集尋找一整台完整的零件可真是大工程,而且 Reprap 的特色是其中有不少零件是用 3D 列印出來的,帥吧? 3D 印表機自己印出自己的零件,好像科幻電影機器人自己製造機器人大軍一樣的情節已經真實上演了!不過這也表示這些零件除了再請人代客 3D 列印之外是不可能找的到的。

所幸生意人動作都很快,網路上已經有人幫你把所有零件打包好甚至 Arduino 的韌體也幫你 Upload 好了,一整套買回家只要轉螺絲玩組合遊戲即可。於是我也買了一套 Reprap 的其中一機種,叫 Prusa i3 的零件包回家。






望穿秋水,終於等到快遞送來一個大箱,乖乖,還真不小一箱。











裏面包裝得滿用心,一層層軟保力龍發泡包材將零件一個個擺的非常整齊。







上面的塑膠件都是列印出來的。

取出零件就開始組合吧!關於組裝請參考前面介紹的網站,而且我發覺賣零件包的商家多少都有做些小修改,所以亦可參考商家自己的說明就好了,這裡就不再詳述組裝細節了。




先把壓克力立座及步進馬達裝起來






再把底座及步進馬達裝起來,壓克力底板上裝有三顆線性軸承,從上次製做 正切唱臂 跟這次組裝 3D 印表機終於證實,線性軸承實在沒有想像的那麼理想滑順。不過這裏要求沒有像唱臂那麼嚴格,因為有步進馬達在驅動,噪音也不是重點所以用的都是中國製軸承。



總算把機構部分裝好了,剩下電子部分,一堆電線看起來很恐怖。這是因為供應商很誠意的把所有元件,如馬達、風扇、擠出頭、開關等都把接線連好了。


不過接線的方式卻非常的"中國風"這一看就是對岸來的東西,電線不夠長竟然是用"電火布"對接,當場臉上三條線......



於是把控制板:Arduino Mega 2560 + Ramps 1.4 固定好在壓克力機架上後,開始整線並調整線的長度,及把"電火布"改成熱縮套管吧!

經過一番整線處理,終於把整台機器完成了!


其實 3D 印表機的硬體 DIY 實在不難,尤其是像這樣買整套的,他連韌體都幫你灌好了,所以 Arduino 的部分也暫時(也許完全)不需要管它了。
不過究竟不是一台成品,還是要做些功課,真正的功力也就在此,搞清楚一些眉眉角角才能印出好東西出來,本篇先大略介紹我的 3D 印表機,下一篇再介紹 3D 印表機的一些技術觀念。



啊~!印表機會動了!第一次印出一顆方糖,感動到飆淚!


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