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400元制作的光固化3D打印技术原型,打印效果会如何?

2015-8-7 22:52| 发布者: yp57079472| 查看: 19803| 评论: 4 |原作者: yp57079472

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简介:注明: 1、并非表达3D打印机成本有多底,这里制作的是一个技术原型,并非意义上的产品,技术原型目的是为了验证技术的可行性和产品的定义完全不同。小白们不要断章取义! 2、文章内涉及的专业知识小白不懂的可以自 ...
注明:
1、并非表达3d打印机成本有多底,这里制作的是一个技术原型,并非意义上的产品,技术原型目的是为了验证技术的可行性和产品的定义完全不同。小白们不要断章取义!
2、文章内涉及的专业知识小白不懂的可以自行百度,这里不多做解释。
3、由于是技术原型,非常丑陋,所以原型设备不配图片。

优点:光固化的入门好选择,提升硬件效果不会输,打印尺寸没有硬限制,性价比超级高!
缺点:急性子克星,慢到没朋友!

400元能干嘛?可以做一台入门的光固化3D打印机! 没看错。他并不是一个产品,只是作为爱好者的一个DIY 设备。
一、选择技术类型
如何控制成本实现400元(不包括材料)就做出一个光固化的3D打印机原型设备呢?首先需要我们来选择采用哪种技术。


光固化最主流的是DLP 和SLA 技术,但是这两个技术,硬件成本都太高了。

DLP光路可以采用成品投影仪,或者微型投影仪进行改造。
不过一个投影的成本都到了几千块,还不算其他硬件,所以“怕死”掉!

SLA需要的扫描振及控制卡一套下来也远超预算。舍弃!


LCD也不能考虑,液晶屏并不太贵,但是led的紫外灯珠加电源可不便宜。另外13年的时候做过这个技术的原型。里面有些问题还没吃透。所以这次不考虑。

剩下最后一个技术,基于FDM的传动方式的光固化技术,这个技术目前大家看到的很少,但是业内专业的公司也用这个技术开发过专业设备。
简单的来说就是FDM的3D打印机挤出机换成了激光器,X、Y、Z三轴传动方式和FDM一样的。
就选择这个技术原理。主要是因为硬件配件容易获取,可以很好控制成本。

二、选择原型结构
打印结构
确定了技术,下面就是考虑用那种打印结构,主流打印结构有两种,上升结构和下沉结构。两个结构各有优劣。
上升结构不需要太多树脂材料即可打印,但是要解决脱膜(脱层)的问题
下沉结构没有脱模的问题,但是需要很多的树脂。
对我来说并不用担心树脂材料的问题,反而上升结构树脂池和离型膜需要增加成本,而且会成为消耗品,所以我选择了下沉结构。
传动方式
皮带传动不考虑,做起来复杂、定位精度太不稳定。
丝杆传动,因为原型设备不用在意打印尺寸的幅面大小,所以直接选择光驱丝杆来节省成本。


三、成本控制
OK!技术原理和打印结构都确定了。下面就确认硬件清单了,看我如何做到400元的成本。
光驱丝杆     X3   约90元
405激光器   X1   约30元
电源            X1   约40元
主板            X1   约150元   
电线           若干 约10元
限位开关     X3   约10元
亚克力外壳  X6   约30元
不锈钢杯子  X1   约20块
小结构件            主要是3个轴用,自己动手,镀锌板裁剪折弯。
打印网台     X1   铝板自己打孔


共计约400元。

粗略包括快递邮费。其他焊锡、端子零零碎碎不算了。


下面是详细的说明
光驱丝杆:       3mm的光驱丝杆,导程3mm,有效行程60mm。电机是步进的18度,可以计算出来一步精度是0.15mm 再算上驱动器的16细分,精度将就能用。激光器:              405波段紫外激光,由于传动速度慢所以20mw就够用。将驱动器与激光分离了这样激光整体更小巧。
电源:              12V10A够用就行,电源适配器其实更好。
主板:             RAMPS 1.4 ,选了屏幕这样可以脱机。
电线:             不啰嗦。
限位开关:       不罗嗦。
亚克力外壳:    6个面,约160mm X 160mm X 200mm
不锈钢杯子:    用来做树脂池。
小结构件:       X与Y轴固定的结构件、Z轴固定网台的结构件。
打印网台:       3mm铝板 40mmX40mm 手动电钻打孔。
四、原型设备参数
激光器:405波段 20mw 激光器
打印尺寸:55mmX55mmX55mm
激光光斑: 小于0.1mm
细节精度:XY轴小于0.1mm、Z轴0.08-0.12mm
定位精度:XYZ三轴约0.01m
主板:mega2560,电机芯片4988
外观尺寸:约160mm X 160mm X 200mm

由于没有单反相机,所以照片细节不是很清晰。
初次调机打印
psb.jpg

(层厚0.1mm)
第一次打印是为了匹配树脂,所以使用的速度比较慢,打印出后细节扩散非常严重,穿透深度也非常大。


QQ截图20150717150516.jpg

QQ截图20150717150540.jpg

QQ截图20150717150557.jpg

(层厚0.1mm)
由于我有很多不同的材料,所以不着急调硬件参数,直接换其他材料试一下。
黑色材料扩散问题可以控制了,但是表面非常糟糕。


QQ图片20150807173426.jpg

(层厚0.1mm)
打印的小矮人在更改了一些软件参数后,表面毛刺没有了,但是层纹很严重。

调试打印在经过初次打印后,基本上对原型设备的状态有了一个了解,接下来就可以使用正式的树脂来进行测试调机了。
打印测试的时候可以选择自己经常打印,并且非常熟悉的模型,这样你更容易判断打印效果。
一般我使用灰色的树脂进行打印测试,因为灰色容易辨识模型细节。
QQ图片20150807173405.jpg

(层厚0.05)

根据之前的打印测试,将激光的一些参数进来了调整。

表面非常光泽,但是表面细节有一些丢失。


QQ图片20150807173408.jpg

QQ图片20150807173414.jpg

QQ图片20150807173430.jpg

(层厚0.075)

软件参数调整后,细节比之前的好一些。




[groupid=108]DIY爱好者[/groupid]
已有 4 人参与

会员评论

  • fjdkslkfjld 2015-8-7 15:58 引用
    嗯,值得仔细研究!
  • bbb46 2015-8-7 16:22 引用
    有道理。。。
  • kheng 2015-8-14 07:14 引用
    400元,可以打造,来学习,谢谢分享
  • kheng 2015-8-14 19:21 引用
    400元,可以打造,来学习,谢谢分享
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