Проекты

3D-принтер Prusart

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «3D-моделирование, 3D-печать и VR/AR-технологии» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: 3D-моделирование, 3D-печать и VR/AR-технологии
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1363
Предметы: Физика, Математика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

3D-печать – это инструмент для расширения возможностей. Уже сейчас он позволяет создавать уникальные детали и изделия, а 3D-принтеры являются крайне важным элементом обучения в школах и вузах. Но, несмотря на насыщенность современного рынка огромным количеством самых разных 3D- принтеров, цена на них всё же остаётся немалой.

Цель

Создать самодельный 3D-принтер, который будет отвечать высоким требованиям к печати и низкой себестоимости.

Задачи

  1. Анализ конструкций наиболее популярных на рынке 3D -принтеров, выбор собственного варианта использования кинематических схем и корпусных элементов.
  2. Определение и выбор электронной начинки станка – типа процессора, дисплея, блока питания, прочих элементов.
  3. Выбор прошивки и управляющей программы (слайсера).
  4. Трёхмерное моделирование деталей станка и их изготовление.
  5. Сборка, настройка станка.
  6. Проведение испытаний и внесение корректировок для достижения оптимального результата.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Персональный компьютер
  • Autodesk Fusion 360
  • Принтер mz3d-256
  • Интернет

Описание

Автором при выполнении работы были рассмотрены различные варианты кинематических схем принтеров: начиная от классической картезианской схемы и заканчивая экзотическими Scara-схемами или роботизированным манипулятором. В результате выбор был сделан на картезианской схеме. При конструировании принтера автор решил его делать открытым рамным, материалом рамы был выбран листовой дюралюминий толщиной 6 мм. В программе Autodesk Fusion 360 был просчитан и смоделирован оптимальный вид рамы и выполнены чертежи для фрезерной или гидроабразивной обработки деталей рамы в формате *.dxf. В качестве конструкционных крепёжных элементов рамы были выбраны обычные строительные резьбовые шпильки М8 и М10. Для программного обеспечения был выбран недорогой и качественный комплект электроники, состоящий из управляющей контроллера на базе связки Arduino Mega и платы расширения Ramps 1.4, управляющего дисплея-контроллера LCD 12864 Smart Controller, 4-х шаговых двигателей формфактора Nema-17 с драйверами DRV8825, алюминиевого нагревательного стола MK3A 220x220x3 и блока питания 12V 30A 360W.

Результаты работы/выводы

В результате имеется готовый, полностью функциональный RepRap 3D-принтер, способный создавать объёмные изделия на основе моделей, сгенерированных компьютером.