Lắp ráp máy in 3d reprap

MÁY IN 3D REPRAP 3D PRINTING được thiết kế khá đơn giản nên việc lắp ráp chúng không quá khó khăn. Tài liệu thiết kế lắp ráp máy in dùng cho những người đang nghiên cứu chế tạo hay các sinh viên đang nghiên cứu đồ án tốt nghiệp. Hướng dẫn lắp ráp máy in 3D Reprap sẽ giúp các bạn về vấn đề này. nó bao gồm các hình ảnh và các trình tự chi tiết giúp hiểu nhanh và thực hiện việc lắp ráp dễ dàng.

PHẦN 3: LẮP RÁP

I. NHỮNG VẬT LIỆU CẦN MUA

Các vật thể tự tạo ra:

1xY motor

1x Y idler

1x Z axis top left 1x Z axis top right

1x end stop Z holder

1x Z axis bottom left 1x Z axis bottom right

3x Arduino washer

1x Wade extruder body

d

1x wade small gear

1x wade big gear 1x Magma hotend kit

1x M8 Nylstop nut 5x M3 grub screw

1x Heated bed mount

II. LẮP RÁP CƠ KHÍ

1. Lắp ráp chuyển động trục Y

a. Lắp ráp bộ đỡ bàn nhiệt

Các linh kiện cần chuẩn bị:

• Bộ phận nhựa Y belt Holder

• 3 bạc đạn LM8UU

• 2 bu lông M3 dài 14mm

• 2 lồng đền Ø3 mm

• 2 con tán M3

• Đây lạc nhựa

Ráp như hình bên cạnh 3 bạc đạn cố định vào rãnh tấm nhôm đỡ bàn nhiệt bằng 6 dây lạc nhựa Ráp phần khung ngang

Các chi tiết cần chuẩn bị:

• 4 chi tiết nhựa Y coner

• Chi tiết in nhựa Y Idler

• Chi tiết nhựa in y motor

Bước 1: dùng mũi khoan 10mm khoan làm trơn lánh các lỗ tròn của chi tiết bằng nhựa Y coner như hình dưới

Bước 2: ráp vòng bi 608ZZ vào chi tiết nhựa Y Idler như hình dưới lưu ý không xiết quá chặt sẽ làm vòng bi không quay được

Bước 3: đặt chi tiết Y Idler vào ngay giữa ti ren M10x210 mm như trong hình Xiết chặt vừa đủ để cố định các bộ phận

Bước 4: đưa chi tiết nhựa Y motor vào trong 2 ti ren M10X210 mm như trong hình

Bước 5: Ráp chi tiết 2 Y corner và Y idler vào 2 thanh ti ren M10x 210mm làm tương tự đối với chi tiết Y mô tơ và Y corners Do khoản cách 2 đầu Y corner dài bằng nhau và bằng 186mm

Bước 1: ráp hai cây ti ren M10x380 mm Ø10x380 mm như hình dưới.

Bước 2: Nối vào các bộ phận ngang đã ráp ở trên, chêm lồng đền Ø10 mm cùng với hai con tán M10 Khoan siết chặt hai con tán này

Bước 3: Gắn hai ti trơn Ø8x350 mm vào chi tiết Y corner như hình dưới.

Bước 4: Trượt bệ đỡ bàn nhiệt vo ti tron này và lắp ráp phần bắt ngang còn lại vào bằng hai con tán M10 và lông đền chặt các ti trơn này bằng dây lạc nhựa

Cẩn thận xiết chặt bằng khóa lục giác Cân chỉnh cho 4 chi tiết Y-Corner nằm chắc chắn trên mặt bàn không bị gập ghềnh Đừng xiết chặt các con tán ở chi tiết Y Mô tơ và Y Idler

2. RÁP CHUYỂN ĐỘNG TRỤC X

a. Ráp các bộ phận đầu và cuối của mô tơ X end Idler và X end mô tơ

Các linh kiện sử dụng trong phần này:

• Chi tiết nhựa x End Idler

• Chi tiết nhựa x Emd mô tơ

Bước 1: Khoan các lỗ nằm bằng mũi khoan Ø8 ở các chi tiết End idler và X End mô tơ

để mài nhẵn lỗ tròn.để khoan sau hơn 20 mm Thao tác cần cẩn thận tránh làm hư chi tiết

Bước 2: Đẩy hai bạc đạn trượt LM8UU vào chi tiết X End Idler và 2 LM8UU vào x End

mô tơ.bạn có thể dùng búa nhỏ đóng nhẹ vào

Bước 3: gắn vòng bi 624 vào giữa hai thành của chi tiết X End Idler bằng bu lông M4x20 mm

Bước 4: Nhén con tán M5 vào lỗ lục giác như hình Bạn có thể vặn ti ren M5 vào con tán

và bắt vào cục nhựa rồi dẩy vào từ trên xuống Thao tác nhự nhàng cẩn thận sau khi con tán đã nằm vào lỗ lục giác, tháo ti ren ra, có dùng keo sán sắt để dán chặt các con tán vào cục nhựa, để không bị rơi ra khi chạy máy

Bước 5: lắp công tắc hành trình Endstop bằng hai con ốc M3x14 screw và tán M3 vào chi tiết X End Idler như hình bên

b. X Cariage

Linh kiện để lắp ráp:

• Chi tiết nhựa X carriage

• 4 bac đạn tuyến tính LM8UU

• Lạc nhựa buộc dây điện

Gắn 4 bạc đạn LM8UU vào con trượt nhựa x carriage cố định bằng 8 dây lạc nhựa siết chặt lưu ý đầu dây lạc phải nằm bên trên phía bcaj đạn

c. X-Axis assembly

• Bước 1: Gắn hai ti trơn Ø8x370 mm vào lỗ nằm ngang của chi tiết X End Motor

Có thể dùng búa cao su đóng vào cẩn thận

• Bước 2: Gắn tiếp chi tiết X Carriage vào 2 ti trượt trên

• Bước 3: Cuối cùng gắn X End Idler vào hai ti trơn Độ dài tính từ tâm bạc đạn LM8UU khoảng 362 mm.

• Chi tiết nhựa Z Axis Top Left

• Chi tiết nhựa Z Axis Top Right

• Chi tiết nhựa Z Bottom Left

• Chi tiết nhựa Z bottom right

• 2 cây ti trơn Ø8x320 mm

• 10 con ốc M3x14 mm

• 10 con tán M3

• 10 lông đền Ø3 mm

Bước 1: Gắn chi tiết Z axis top left và right vào khung nhôm bằng 4 con ốc M3x14 mm,

4 lông đền Ø8 mm và 4 con đinh 8 M3

Bước 2: Gắn chi tiết Z Axis Bottom Left và Z axis bottom right vào khung bằng 6 con ốc M3x14 mm, 6 lông đền Ø3 mm và 6 đinh tán M3.

Bước 3: Gắn 2 cây ti trơn Ø8x320 mm vào 2 chi tiết Z axis top trượt xuống 1 nửa cây như hình

Bước 4: Ráp bộ phận trục X ở trên vào hai cây ti trơn này, sau đó đẩy 2 ti trơn này xuống vào lỗ 2 chi tiết Z axis bottom Kiểm tra xem bộ phận trục X có trượt lên xuống nhẹ nhàng hay không Nếu không thì kiểm tra khoảng cách giữa hai ti trơn này phải bằng 360

mm ở cả hai đầu

4. RÁP MÔ TƠ VÀO KHUNG

Trục Z

Linh kiện cần chuẩn bị:

• Chi tiết Endstop Z holder

Bước 1: Gắn hai khớp mềm và hai cây ti ren M5x300 mm bắt ốc chìm M3 vào

Bước 2: vặn cho hai cây ti ren vào hai bộ phận X End Idler và X end mô tơ xuyên qua con tán M5 đến ½ chiều dài của lỗ xuyên qua

Bước 3: Gắn hai mô tơ NEMA 17 trục Z vào khung nhôm, lồng dây vào lỗ ngay vị trí đặt

mô tơ trục Z đi từ mặt trước và mặt sau

Bước 4: Gắn mạch endstop vào chi tiết endstop Z holder bằng hai con ốc M3x14 mm, lồng đền Ø3 mm và tán M3 Nhẹ tay tại vị trí ½ độ dài rãnh

Bước 5: dặt bộ endstop trục Z vào khung nhôm góc bên trái dưới bắt con3 con ốc M3x14

mm vào cùng với lồng đền Ø3 mm Bắt mô tơ bên phải bằng 3 con ốc M3x14mm và lồngđền Ø3 mm

Bước 6: Siết chặt coupling bằng 4 con ốc chìm

5. Trục Y

6. Trục X

Chuẩn bị các linh kiện sau:

• 1 mô tơ NEMA

Chỉnh cho khung khoảng cách 245mm tính từ mặt trước khung đến cạnh ngoài cùng của chi tiết Y conner như hình bên dưới Kiểm tra khoảng cách bằng nhau cả bên trái và bên phải Khoảng cách nó cho phép vùng in được là rộng nhất.

Các linh kiện cần chuẩn bị:

• Dây curoa GT2 dài 900mm

• Lạc nhựa

Bước 1

Bắt 1 đầu dây curoa vào chi tiết X Carriage buộc chặt vào bằng 2 lạc nhựa

Bước 2

Bắt dây curoa thành 1 vòng đi qua vòng bi và puli như hình dưới Dùng dây lạc bược chặt đầu còn lại của dây curoa vào chi tiết X Carriage.

Bước 3

Siết chặt các đầu dây curoa căng ra như hình dưới bằng dây lạc nhựa

DÂY CUROA TRỤC Y:

Các linh kiện cần chuẩn bị:

• Dây curoa GT2 dài 760mm

Luồn dây curoa qua lạc đạn chi tiết Y Idler và bánh răng chi tiết Y Mô tơ tạo thành 1 vòng và đặt vào rảnh răng còn lại của chi tiết Y Belt Holder như trên.

Khi dây curoa đã thẳng hàng, thả lỏng 1 đầu ra và siết chặt lại bằng 2 lạc nhựa khác Sau

đó cắt bỏ đoạn curoa thừa ra

Các linh kiện cần chuẩn bị:

• Bộ chi tiết đầu in 3D WADE extruder

• Chi tiết được in 3D extruder idler

• Chi tiết chụp quạt in 3d Fan duct

• Vòng bi 608ZZ

• 1 quạt vuông 40x40 mm 12v

• 1 day điện đôi

• 1 bánh răng cuộn nhựa hobbed bolt

Bước 1: gắn hai con tán M4 vào lỗ lục giác

Bước 2: như hình bên dưới gắn ốc chìm M8x20 mm vào vòng lỗ 608 rồi đóng ốc chìm vào chi tiết bằng nhựa

Bước 3: lỗ tròn @3 mm dùng con tán M3x30 mm bắt vào cho xoay lên xuống được khi ráp vào phần than extruder WADE.

Bước 4: gắn chi tiết vào thân chính extruder Gắn bánh răng chính vào phần thân extruderqua bánh răng đẩy nhựa hobbed bolt dùng 3 lồng đền @8 mm chèn vào giữa, 2 vòng bi

608 đặt ở vị trí như trong hình, 1 bu lông để bắt @8 mm vào cuối và bắt ốc keo M8 vào Kiểm tra sao cho rãnh bánh răng nằm đúng tâm lỗ đút nhựa xuống

Bước 5: Nhét hai con tán M3 vào 2 lỗ bên dưới, dùng hai bu lông M3x60 mm gắn lò xo vào lồng đền @3 mm và đút xuyên qua lỗ của chi tiết bằng nhựa rồi vặn vào hai con tán M3 như hình bên dưới để ép chi tiết extruder idler chặt phần thân bộ đẩy nhựa

Bước 6: kiểm tra đầu in J-Head của bạn đã siết chặt các phần nguội (cold, end), ống dẫn nhựa, cục nhôm đốt nóng và đầu phun đồng (nozzle) vào nhau Nếu không xảy ra tình trạng chảy nhựa, tràn nhựa khi in, kiểm tra và chà sạch ba via vơ bẩn nhựa thừa ở của lỗ tròn @16 mm trên bộ đẩy nhựa sau đó nhét vào phần cuối của đầu phun J-Head vào lỗ tròn này Dùng hai con bu lông M3x30 mm vặn xuyên hai lỗ 3mm để giữ cho đầu phun

cố định chắc chắn vào bộ đẩy nhựa

Bước 7: Hàn dây điện cho dài thêm vào quạt 4x40mm lưu ý đúng chiều âm dương, nên bọc mối hàn bằng dây cách nhiệt và quấn lại bằng keo cách điện.

Bước 8: đặt quạt vào theo chiều thổi ra hướng vào trong chụp quạt như hình bên dưới quạt này dùng để thổi tán nhiệt cho làm nguội phần lạnh (cold, end) của đầu J-Head Cố định bằng 4 con ốc M3x40 mm và tán M3

Bước 1: nhét hai con tán M4 vào lỗ lục giác tương ứng và bắt ốc M4x20 mm vào chi tiết

X carriage để cố định đầu in vào trục X

Bước 2: đưa bánh răng nhựa WADE Small Gear vào trục mô tơ NEMA 17, nhét con tán M3 vào rãnh rồi bắt ốc chìm vào để giữ cho bánh răng dính chặt vào trục xoay mô tơ

Bước 3: Gắn mô tơ vào phần đầu in hướng đầu dây điện lên trên Bắt vào bằng 3 con ốc M3x14mm lồng đền @3 mm, đừng siết chặt vì còn cần điều chỉnh Đẩy mô tơ sao cho bánh răng nhỏ ăn khớp với bánh răng lớn, xoay thử nếu chuyển động trơn tru thì xiết chặt

ốc lại

Bước 4: Gắn đầu phát nhiệt Heat Cartridge 12v 40 W vào lỗ cục nhôm dẫn nhiệt của đầu

in hot end như trong hình

Bước 5: đặt cám biển nhiệt Thermistor vào lỗ tròn trên cục nhôm dẫn nhiệt và dáng keo ron vào, dán cẩn thận có thể quấn theo bông vải ceramic và quấn bang keo vàng chịu nhiệt xuyên quanh để chịu nhiệt cho tốt

Bước 6: gắn chụp quạt tán nhiệt vào phần thân bộ đẩy nhựa Wade Extruder body bằng ốcM3x30 mm, tán M3.

3. ĐIỀU CHỈNH ĐỘ CAO CỦA ĐẦU IN

Bước 1: di chuyển đầu in theo trục X sang trái, kiểm tra đầu in chạm vào end stop trục X.Mũi in Nozzle cần chạm mặt kính

Bước 2: Dùng tay để xoay coupling nối trục ti ren với mô tơ trục Z để di chuyển đầu in lên xuống sao cho vừa với mặt bàn, cách mặt bàn 1 khoảng vừa đủ để tờ giấy đi qua.Bước 3: Di chuyển đầu in theo trục X qua phải, đông thời vặn coupling sao cho đầu in cách mặt bằng 1 khoảng vừa đủ để tờ giấy đi qua Lúc này đầu in cần song song với mặt bằng từ trái qua phải

Bước 4: sau khi chỉnh xong độ cao đầu in thì di chuyển endstop trục Z vừa chạm vào chi tiết trục Z để khi trục Z di chuyển xuống vừa chạm vào công tắc hành trình trục Z khi đầu

in cách mặt bàn bằng 1 khoảng tờ giấy đi qua, rồi cài đặt sao cho đầu in cách một khoảng

an toàn trong lúc đợi gia nhiệt để in

IV. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ KẾT NỐI

Các bộ phận cần chuẩn bị:

• Atmega 2560

• 5 driver điều khiển

• 5 cái nhôm tản nhiệt

RAMPS 1.4

Tóm tắt về bộ điều khiển:

RAMPS là viết tắt của RepRap Arduino Mega Pololu Shield, là phần không thể thiếu khi xây dựng các máy in 3D RepRap phổ biến Về hình thức, RAMPS là các vi mạch được thiết kế với mục tiêu đáp ứng tất cả các nhu cầu về phần điện tử của một chiếc máy RepRap với giá thành rẻ Với RAMPS, việc dựng một chiếc máy in 3D trở nên rất dễ dàng, bạn chỉ cần cắm vào và chạy!

RAMPS đã được trải qua nhiều phiên bản khác nhau, phiên bản hiện tại là RAMPS 1.4, các phiên bản cũ có RAMPS 1.3, RAMPS 1.2 và các phiên bản cũ hơn nữa…

Một bộ RAMPS 1.4 thường có: Mega 2560 R3 + 1 RAMPS 1.4 Controller + 5 A4988 Stepper Driver + phụ kiện

Trong đó:

– Mega 2560 R3 là một phiên bản Arduino Bạn có thể tìm hiểu về Aruino trên mạng đã

có rất nhiều bài viết nói về Aruino

– A4988 Stepper Driver: thiết bị điều khiển hoạt động cho động cơ bước

– RAMPS 1.4 Controller: là nơi kết nối các thiết bị của RepRap lại với nhau và cũng là nơi để cắm A4988 Stepper Driver vào, phân phối điện cho đầu phun, sàn gia nhiệt…– Phụ kiện: dây nối, cáp USB, LCD…

Ramps 1.4 được ứng dụng rộng rãi trong ngành điện tử cho các việc chế tạo máy in 3D

Nó có thể điều khiển 5 động cơ bước với bước 1/16mm , đầu in, bàn nhiệt, quạt, và bàn nhiệt, quạt, và bàn nhiệt, quạt, điều khiển 6 công tắc hành trình và màn hình LCD Nguồnvào cho bảng điều khiển là 12v

Kết nối các bộ phận vào mạch điều khiển:

Tất cả các kết nối được tóm tắt vào sơ đồ dưới đây:

Kết nối cám biển cơ học: Cắm 3 cám biển cơ khí vào Ramps với dây kết nối theo sơ đồ dưới đây:

Kết nối động cơ bước : chúng ta kết nối trục Z với hai động cơ song song Nên nối chúng lại với nhau theo thứ tự dây giống nhau : Màu đỏ/màu đỏ, màu xanh lá cây/ màu xanh lá cây, xanh dương/xanh dương, đen/đen

Động cơ bước có thể thay đổi tùy thuộc vào nguồn vào và không được để lỗi khi kết nối các dây với nhau Các dây luôn luôn được gắn kết từng cặp vì vậy sẽ không có rủi ro nàonếu các màu sắc của dây nguồn kết nối không đúng

Kết nối cảm biển nhiệt: resistor không bị phân cực và kết nối với ổ D10 trên mạch điều khiển Nếu có bàn nhiệt thì kết nối vào cổng D8 và chắc chắn các dây kết nối đúng thứ tự

Kết nối với quạt: kết nối quạt đầu in với nguồn vào đúng Nếu quạt làm mát với bộ phận điện thì nên kết nối với Ramps Nếu làm mát thì kết nối với cổng D9

Kết nối bộ điều khiển với nguồn: nguyên lý kết nối nguồn không đính kèm dưới nhưng bạn cần kết nối theo mạch dưới và cần kiểm tra các cổng có hoạt động nữa hay không?