Разработка 3D принтера на базе MKS GEN 1. 4

Объект исследования: возможность получить более дешевый принтер, не сильно уступающий по характеристикам от тех, что изготавливают на заводах.

Результаты, полученные лично автором: изготовлен принтер, часть деталей которого были напечатаны на другом 3D принтере, что позволило его удешевить.

Стремление к лучшему заставляет человечество развиваться, изобретать новые технологии, а также улучшать существующие. Прогресс постоянно движется, каждый год появляются новые, удивительные изобретения, которые позволяют не только упростить повседневную жизнь, но и существенно улучшая мир развлечений. Одной из наиболее развивающихся областей современного мира являются 3D технологии.

Многие люди, говоря о 3Д технологиях, понимают стерео очки, виртуальную реальность и все что связано с изображением – 3D фильмы и так далее. Однако мир трехмерных технологий этим не ограничивается. Для начала следует понять, что такое трехмерная графика, - это изображение, отображаемое в трех измерениях. То есть – это изображение на плоскости, которое отличается от двухмерного тем, что состоит из построения геометрической проекции трехмерной модели сцены на плоскости.

Однако трехмерная графика не ограничивается «объемными» изображениями на плоскости. Также под эту категорию попадают технологии трехмерной печати и сканирования. Уже сегодня существуют 3D устройства, которые позволяют сканировать и распечатывать объемные предметы. Также можно создавать виртуальные модели при помощи специального программного обеспечения.

3D моделирование – это процесс создания объемной модели какого-либо предмета. Цель трехмерного моделирования заключается в том, чтобы создавать визуальный трехмерный образ нужно вам объекта. Это позволяет создавать точные копии определенных предметов, а также создавать новые.

Современные 3D технологии открывают перед людьми новые возможности, которые практически не имеют границ. Уже сегодня можно распечатать практически любой предмет и полноценно использовать его. При этом печать может производиться различными материалами: различные виды пластика; стекло; металл; строительные смеси и так далее.

Вполне возможно, что в ближайшем будущем такие технологии позволят спасать жизни людей, а также строить здания за рекордно короткие сроки и заменить громоздкое промышленное оборудование.

Прототипирование (Prototyping) – это послойное создание физического объекта, который соответствует математической модели, представленной в CAD-формате. В отличие от традиционных методов производства, быстрое прототипирование изделий не предусматривает удаление материала (фрезеровка, сверление, стачивание) или изменение его формы (штамповка, ковка, изгиб, раскатывание). Объемное прототипирование изделий выполняется путем послойного наращивания материала, из которого состоит модель, до образования единого целого - готового изделия. Особенность технологии снимает все ограничения на внутреннюю структуру получаемой модели.

Быстрое прототипирование как технология включает несколько этапов и начинается с создания математической модели изделия, а заканчивается процессом создания готовой модели с использованием одной из возможных методик. Математическую модель можно создать в любой программе трехмерного моделирования и сохранить в одном из форматов *.STL, *.WRL, *.PLY, *.3DS. После создания модели происходит ее печать на специальном принтере. Однако если существует образец детали, то этап создания математической модели можно опустить, а образец использовать в качестве модели при изготовлении силиконовой оснастки.

В данном принтере управляющей платой была выбрана MKS GEN 1.4 по причине ее некоторых ее особенностей. Простота подключения, т.к данная плата заменят собой Arduino и Ramps. Плата собрана достаточно аккуратно, а все разъемы удобно скомпонованы, что в свою очередь облегчает и ускоряет процесс сборки. К ней можно подключить источник 24 вольта, т.к в плату уже встроены понижающие напряжение устройства, таким образом, не придется выполнять лишнюю работу, по сравнению с другими платами (многие из которых не поддерживают напрямую подключение к 24 В). Кроме того дополнительное охлаждение микросхемы при этом не требуется. Благодаря 24В стол будет нагреваться намного быстрее. На MKS Gen v 1.4 установлены более мощные транзисторы (MOSFET) по сравнению с платой Ramps 1.4. Возможно подключить LCD дисплей напрямую к плате, без необходимости использования дополнительного шилда.

Все это позволяет ускорить процесс изготовления, тем самым удешевить процесс. Так же на данную плату существует множество прошивок, позволяющих более точно настроить конфигурацию принтера и не создавать все заново.

Материал поступил в редколлегию 13.04.2017

УДК 621.8

А.В Дубов, А.И. Рыжиченко, И.Р. Мороз, А.В. Степанов

Научный руководитель: доцент кафедры «Автоматизированные технологические системы» к.т.н., В.П. Матлахов

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]