Sastavljanje 3D printera

Sklopovi printera i redoslijed sastavljanja

Svaki FDM printer, bez obzira na izvedbu, sastoji se od pet skupina dijelova. Prva je nosiva konstrukcija: postolje i okvir koji drže sve ostalo i određuju međusobni položaj osi. Druga su osi gibanja s vodilicama, remenima ili vretenima i motorima. Treća je grijaći sklop s ekstruderom, grijačem, mlaznicom i hladnjakom. Četvrta je grijana podloga s nosačem i poravnanjem. Peta je elektronika: upravljačka ploča, napajanje, sklopke, senzori i ožičenje.

Redoslijed sastavljanja nije proizvoljan. Ide se od onoga što je najteže ispraviti prema onome što se najlakše prepravlja, to jest od okvira prema elektronici. Razlog je jednostavan: ako se okvir ispravlja nakon što su na njega ovješeni motori, remeni i kabeli, svaki zahvat znači rastavljanje pola uređaja. Zato se okomitost okvira namješta dok je okvir još prazan.

Vremena u tablici vrijede za osobu koja uređaj sastavlja prvi put i koja radi prema uputama proizvođača. Onaj tko isti model sastavlja ponovno obično treba oko dvije trećine tog vremena, jer više ne troši vrijeme na traženje dijela u vrećici i na čitanje koraka unaprijed.

Alat i radno mjesto

Sastavljanje ne traži radionicu, ali traži slobodnu i osvijetljenu plohu veću od tlocrta uređaja, jer se dijelovi razlažu oko mjesta rada. Podloga neka bude ravna i neklizajuća. Vijci se razvrstavaju po duljini u posudice, a ne na stol, jer se razlika od dva milimetra u duljini vijka na kraju pretvori u vijak koji strši u putanju osi.

• Imbus ključevi od 1,5 do 5 mm, po mogućnosti s kuglastom glavom za rad pod kutom.
• Odvijači ravni i križni, manjih mjera, za stezaljke na upravljačkoj ploči.
• Kliješta s dugim čeljustima i sječice za skraćivanje vezica.
• Kutnik od 90° i čelično mjerilo duljine najmanje 300 mm.
• Pomično mjerilo za provjeru mjera nosača i promjera mlaznice.
• Vezice i spiralno crijevo za vođenje kabela uz pokretne osi.
• Multimetar za provjeru neprekinutosti i otpora grijača i senzora.

Okvir: okomitost i dijagonale

Okomitost okvira jedina je veličina koju kasnije ne popravlja ni kalibracija ni programska postavka. Ako stup osi Z stoji nagnut prema naprijed za jedan stupanj, predmet visok 100 mm bit će na vrhu pomaknut za oko 1,7 mm i nijedna naredba u G-kodu to neće ispraviti. Zato se okvir provjerava dvjema neovisnim mjerama: kutnikom i dijagonalama.

1. Sastavite okvir i sve vijke zategnite samo toliko da se dijelovi drže, ali se još mogu pomicati.
2. Postavite okvir na ravnu plohu i provjerite naliježu li sve četiri točke oslonca. Ako se okvir ljulja, otpustite spoj postolja i ponovno ga pritegnite dok okvir leži.
3. Kutnikom provjerite kut između postolja i svakog okomitog stupa, s obje strane stupa.
4. Mjerilom izmjerite obje dijagonale prednje plohe okvira. Razlika ne bi smjela prijeći 1 mm na mjeri od oko 400 mm.
5. Ponovite mjerenje dijagonala na bočnoj plohi i na tlocrtu postolja.
6. Kad su sve tri plohe unutar granice, pritegnite vijke redom, unakrsno, i ponovite mjerenje dijagonala. Pritezanje gotovo uvijek nešto pomakne.

Kod okvira od aluminijskih profila okomitost ovisi o tome je li čeoni rez profila ravan. Profil koji je rezan ukoso ne može dati pravi kut ni uz najbolje pritezanje; tada se pod spoj podmeće tanka pločica ili se profil ponovno obrađuje. Kod okvira od savijenog lima okomitost određuje kvaliteta savijanja i ona se ne popravlja.

Vodilice, remeni i vretena

Osi se gibaju po vodilicama, a pokreću ih zupčasti remeni ili navojna vretena. Vodilice moraju biti paralelne međusobno i okomite na ostale osi, remeni zategnuti u uskom rasponu, a vretena slobodna od bočnog opterećenja. Svaka od te tri veličine ima prepoznatljivu posljedicu kada se promaši.

Zategnutost remena najlakše se postavlja tako da se kolica dovedu na sredinu hoda, a remen se na sredini slobodnog raspona pritisne prstom. Progib od oko 2 do 3 mm pri laganom pritisku odgovara ispravnoj zategnutosti kod uobičajenih raspona. Drugi je način okidanje remena poput žice: dobro zategnut remen daje kratak, čist ton, a prelabav remen daje mukli zvuk.

Kod osi Z s dva vretena obje strane moraju biti na jednakoj visini. Najjednostavnija provjera jest mjerenje udaljenosti od gornje plohe nosača do postolja, lijevo i desno, mjerilom. Razlika veća od 0,2 mm znači da će podloga biti nagnuta, a poravnanje će se stalno gubiti.

Elektronika, grijači i ožičenje

Elektronika se spaja posljednja, kada je mehanika gotova i kada su poznate stvarne duljine kabela. Kabeli koji se gibaju s osi vode se u spiralnom crijevu ili u lančanoj vodilici, s dovoljnom rezervom duljine u oba krajnja položaja. Kabel koji je zategnut u krajnjem položaju pukne nakon nekoliko stotina sati rada, a puknuće se prvo očituje kao povremena greška očitanja temperature.

1. Provjerite je li napajanje postavljeno na mrežni napon koji se koristi i je li prekidač izbora napona u ispravnom položaju, ako ga uređaj ima.
2. Spojite motore prema oznakama na ploči. Priključci motora spajaju se i odspajaju samo dok je uređaj bez napajanja.
3. Spojite krajnje sklopke i provjerite koja sklopka pripada kojoj osi.
4. Spojite grijač mlaznice i grijač podloge na označene stezaljke, pazeći na presjek vodiča i na čvrstoću stezanja. Labava stezaljka grije se i gori.
5. Spojite senzore temperature. Oni nemaju polaritet kod izvedbe s termistorom, ali kod izvedbe s termoparom imaju i zamjena vodiča daje besmisleno očitanje.
6. Spojite ventilatore, pazeći na polaritet, te sondu za poravnanje ako je ugrađena.
7. Kabele svežite vezicama tek nakon što su sve osi ručno pomaknute u oba krajnja položaja.

Provjere prije prvog uključenja

Prije nego što se uređaj prvi put priključi, prolazi se popis provjera. On traje nekoliko minuta, a sprječava većinu kvarova koji nastaju u prvoj minuti rada. Provjere se obavljaju redom i nijedna se ne preskače zato što se čini očitom.

1. Sve osi pomaknite rukom po cijeloj duljini hoda. Gibanje mora biti jednoliko, bez zapinjanja i bez mjesta na kojem je otpor osjetno veći.
2. Provjerite da nijedan kabel nije u putanji osi ni pod grijanom podlogom.
3. Multimetrom izmjerite otpor grijača mlaznice i grijača podloge te otpor senzora temperature. Vrijednosti usporedite s podacima proizvođača.
4. Provjerite da između kućišta grijača i okvira nema spoja, to jest da grijač nije u dodiru s masom uređaja.
5. Provjerite jesu li krajnje sklopke u položaju u kojem ih os stvarno aktivira prije nego što udari u okvir.
6. Uključite uređaj i odmah budite spremni prekinuti napajanje. Provjerite prikaz temperature: mlaznica i podloga moraju pokazivati sobnu temperaturu.
7. Pokrenite povratak na ishodište jedne po jedne osi i promatrajte smjer gibanja. Ako se os kreće od sklopke umjesto prema njoj, zaustavite uređaj.
8. Kratko zagrijte mlaznicu na 150 °C i pratite raste li temperatura jednoliko.

Tek kada svih osam koraka prođe bez primjedbe, uređaj je spreman za pripremu opisanu u sljedećoj jedinici. Vrijeme potrošeno na ove provjere najisplativije je vrijeme u cijelom postupku sastavljanja.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.