Het maken van een 3d-printer - Deel 1

Door Milosonator op zaterdag 26 januari 2013 16:00 - Reacties (13)
Categorie: 3d Printen, Views: 9.424

Introductie


Dit is het eerste deel van een serie blogs. Klik voor het Tweede deel: Het frame. Derde deel: X Y Z Vierde deel: hot-end en extruder Vijde deel: Elektronica
Zesde deel: Toolchain en Printen

Lang, lang geleden begon ik aan een klein avontuurtje wat een lange, zware (en ook een beetje een dure) tocht zou worden: een RepRap 3d-printer maken.

http://blog.stygia.nl/wp-content/uploads/prusa-arthx.jpg

Ik weet eigenlijk niet eens meer precies hoe ik erbij kwam, maar toen ik eenmaal mijn zinnen erop had gezet ging ik aan de slag. Ik legde contact met mede-tweakers Mux en Wesleytjuh. We zouden zo veel dingen gezamenlijk kunnen bestellen en op die manier veel verzendkosten besparen. Ook waren er nog hogere doelen: het maken van custom-hardware die goedkoper, sneller, koeler en makkelijker te gebruiken zou zijn. Over dit sub-avontuur kan je alles lezen op de Tweakblog van Mux. Dat de custom-elektronica voorlopig een doodlopend pad zou zijn wist ik natuurlijk niet van te voren, maar ik wilde verder en bestelde onderdelen voor huis-tuin-en-keuken 3d-printer-elektronica. RAMPS. Een op Arduino gebaseerd systeem. Mijn samenwerking met Mux en Wesley was inmiddels nog niet beŽindigd, maar ik koos eieren voor mijn geld en ik wilde printen! Met ons teampje waren we al een heel eind wat betreft onderdelen: Stappenmotoren uit China, gegoten plastic onderdelen (een aankoop waar we zeer veel spijt van hebben, later meer hierover) en 'hot-end' hardware. Als je begint met het maken van een RepRap 3d-printer heb je nog geen idee hoeveel verschillende onderdelen je nodig hebt. Zo heb ik spullen bij meer dan 16 verschillende leveranciers gehaald.

RepRap

Ten eerste zal ik even wat uitleggen over het RepRap project en hoe deze 3d-printers werken. Het RepRap (Replicating Rapid prototyping machine) is een 3d-printerontwerp dat niet alleen mooie dingen kunnen printen, maar zoals de naam al zegt: ook onderdelen voor zichzelf kan uitprinten. Het project draait om een community gestart door Adrian Bowyer van de Universiteit van Bath. Echter bemoeit hij zich er niet zoveel meer mee en wordt het project grotendeels door de community vooruit getrokken. Een belangrijk onderdeel van het project is dat het zo makkelijk mogelijk moet zijn om een printer te bouwen en te gebruiken, iets wat mijns inziens gelukt is. Ik ben van mening dat bijna elke Tweaker ertoe in staat is. Een RepRap is echter niet iets wat je aan je kleine zusje kan geven want er komen wel enkele technische vaardigheden bij kijken. Voor meer informatie over het project zelf, verwijs ik je door naar www.reprap.org.

Hoe werkt zo'n printer dan?

Hoe print een RepRap? Het idee is heel eenvoudig, en werkt conceptueel eigenlijk bijna hetzelfde als een inkjetprinter (zo’n eentje die je waarschijnlijk naast, op of onder je bureau hebt staan). Je hebt een printkop, die een plastic 'lint' (ook wel filament geheten) smelt en dit gesmolten plastic ‘extrudeert’ (uitspuit). Deze printkop kan heen en weer worden bewogen door een motor (De X-as) over een paar stalen buizen. Het platform waar je product op komt kan op zijn beurt ook heen en weer bewegen, dit vormt de Y-as. Tot nog toe lijkt het veel op een normale printer, echter zal de printkop laagje voor laagje op elkaar stapelen, om zo een drie-dimensionaal product te vormen. Dit doet de printer door de hele printkop en X-as omhoog en omlaag te bewegen en dat vormt de Z-as.

Tot zover de introductie, vanaf hier ga ik wat meer in detail over het bouwen van de printer zelf. Iets wat gewoon ontzettend leuk is en waarvan ik ontzettend veel heb geleerd. Ik raad iedereen ook van harte aan om een kijkje in de 3d-printwereld te nemen en te overwegen je eigen printer te maken!

Hieronder een afbeelding om je wat meer wegwijs te maken met wat er allemaal op een Prusa Mendel zit.

http://blog.stygia.nl/wp-content/uploads/prusa-arthx-annotated.jpg

Terminologie

Het valt mij op dat er ontzettend veel (Engelse) woorden worden gebruikt waarvan de definitie in het Nederlands ver te zoeken is. Termen zoals 'idler', 'hobbed', 'vertex' en 'smooth rod' hebben een lastige vertaling. Ik zal dan ook regelmatig de Engelse termen hiervoor gebruiken simpelweg omdat er geen goede Nederlandse vertaling is. Uit de context zal duidelijk worden wat er bedoeld wordt, maar je kunt het natuurlijk ook altijd vragen.

Aan de slag!


Om een RepRap te maken hoef je eigenlijk maar 3 dingen te doen: inlezen, bestellen en bouwen. Dat klinkt makkelijker gezegd dan gedaan want er zijn een hoop verschillende modellen en tegenwoordig is de RepRap.org wiki ook niet echt meer up to date. Echter is er goede communicatie mogelijk op IRC (voor de mensen die dat nog kennen ;-)) en zijn de mensen daar meer dan bereid je een handje te helpen. De printer die ik heb gemaakt is een Prusa Mendel, Een van de meer moderne 3d-printers van het RepRap project. Er staan zowelpdf handleidingen en een hoop filmpjes op internet die laten zien hoe je een printer in elkaar moet zetten. Mijn favoriet zijn de filmpjes van Neil Underwood (Youtube). Daar zie je precies hoe je de printer bouwt en hij legt het ook nog eens haarfijn uit. Enigzins gedateerd maar nog steeds heel nuttig.

Onderdelen, heel veel onderdelen

Om te beginnen heb je echter onderdelen nodig. Ik zal proberen hieronder een zo compleet mogelijk overzicht te geven van de onderdelen die ik gebruik(te) en waar ik ze vandaan heb. Een kostenoverzicht krijg je er gratis bij.
  • Clonedels(gegoten plastic onderdelen) - 'drgone' § 47,25
  • Motors - eBay § 58,87
  • RAMPS (aanstuuringselektronica) - reprapsource.com § 14,20
  • RAMPS componenten - reigelt.de § 22,73
  • Pololu's (stappenmotoraansturing) - eBay § 40,25
  • Endstops (optisch) - reprapsource.com § 12,90
  • Kabels - scavenged § 2,00
  • Hot-end (spuitmond met verhitting) - thingfarm.org § 38,82 (inmiddels vervangen door hot-end van reprapworld.com)
  • Threaded rods (draadeind) - harware store § 11,64
  • Lagers - reprapworld.com § 12,69
  • Power supply - dealextreme.com § 5,00 (inmiddels vervangen door een rondslingerende ATX voeding)
  • Diverse schroefjes en moertjes - doe-het-zelf-zaak § 27,05
  • Arduino MEGA 2560 (chinees) - eBay § 27,24 (achteraf miskoop want de seriele communicatie verloopt erg slecht, maar zou ook aan iets anders kunnen liggen)
  • Kapton tape (must-have) - reprapworld.com § 11,99
  • Thermistor (temperatuursensor) - reprapworld.com § 3,99
  • Heatsinks (voor de Pololu's) - reprapworld.com § 5,00
  • Filament 500g - reprapworld.com § 9,39
  • Hobbed bolt (speciale bout met tandjes die de filament door de spuitmond drukt) - arcol.hu § 12,80
  • Boortjes - harware store § 1,89
  • Riemen and riemschijven- techpaladin.com § 27,92
  • Bearing sleeves (riem-geleiders) - captain-slow.dk § 9,99
  • Smooth rod (gladde staven)- doe-het-zelf-zaak § 10,30
  • Warmegeleidende lijm- eBay § 5,00
Totaal § 418,91

Er is hier natuurlijk nog wel het een en ander bijgekomen, maar dit geeft een goed beeld van hoeveel geld ik heb uitgegeven aan de printer om hem helemaal functioneel te maken. Dit geeft ook een goed beeld voor hoeveel euro jŪj aan de slag kan.

Volgende keer ga ik beginnen met de constructie van de printer en zie je hoe ik o.a. het frame ga bouwen. Hier alvast een teaser:
http://blog.stygia.nl/wp-content/uploads/P1020419.jpg

Klik voor het Tweede deel: Het frame. Of het Derde deel: X Y Z. Vierde deel: hot-end en extruder Vijfde deel: Elektronica

Volgende: 3d-printer - Deel 2 - Het frame 01-'13 3d-printer - Deel 2 - Het frame

Reacties


Door Tweakers user wesleytjuh, zaterdag 26 januari 2013 17:45

Cool! Is nog goed bij elkaar gekomen zo te zien. Ik ga je blog zeker even volgen, wordt toch eens tijd dat ik de mijne in elkaar ga zetten. Nu mux ook eraan gaat beginnen moet ik er ook maar aan geloven :).

Door Tweakers user Milosonator, zaterdag 26 januari 2013 18:15

wesleytjuh schreef op zaterdag 26 januari 2013 @ 17:45:
Cool! Is nog goed bij elkaar gekomen zo te zien. Ik ga je blog zeker even volgen, wordt toch eens tijd dat ik de mijne in elkaar ga zetten. Nu mux ook eraan gaat beginnen moet ik er ook maar aan geloven :).
Moet je zeker doen, het is echt heel leuk!

Door Tweakers user wsitedesign, zaterdag 26 januari 2013 18:37

Je url naar het project bevat een typo in de bb-code: [url[ :)

Mooie blog verder... Ik zou het eventueel zelf ook overwegen om onderdelen van modelbouwkitjes opnieuw te maken (en natuurlijk nog andere dingen), maar zou eerst nog serieus moeten sparen als arme student :p

Door Tweakers user Blokker_1999, zaterdag 26 januari 2013 18:53

een rep(st)rap staat hier al jaren op de plannig. Nooit de tijd voor gehad. Enkele jaren terug was er hier op tblogs nog iemand die aan een nieuw design aan het werken was voor de elektronica en o.m. het heated print bed. Spijtig dat die blogserie nooit voltooid is geweest.

Door Tweakers user mux, zaterdag 26 januari 2013 19:12

Ja... dat was ik (de blogschrijver) samen met wesleytjuh en Milosonator. Spijtig, maar het liep vast op een combinatie van factoren - de belangrijkste tijd. Milo hier is de eerste die hem uiteindelijk toch in elkaar heeft gezet, en nu ik ook zo goed als afgestudeerd ben en nu daadwerkelijk iets nodig heb om prototypes mee te kunnen maken ga ik binnen afzienbare tijd er ook eentje bouwen.

Door Tweakers user Milosonator, zaterdag 26 januari 2013 19:35

wsitedesign schreef op zaterdag 26 januari 2013 @ 18:37:
Je url naar het project bevat een typo in de bb-code: [url[ :)

Mooie blog verder... Ik zou het eventueel zelf ook overwegen om onderdelen van modelbouwkitjes opnieuw te maken (en natuurlijk nog andere dingen), maar zou eerst nog serieus moeten sparen als arme student :p
Bedankt ik heb het gefikst.
mux schreef op zaterdag 26 januari 2013 @ 19:12:
Ja... dat was ik (de blogschrijver) samen met wesleytjuh en Milosonator. Spijtig, maar het liep vast op een combinatie van factoren - de belangrijkste tijd. Milo hier is de eerste die hem uiteindelijk toch in elkaar heeft gezet, en nu ik ook zo goed als afgestudeerd ben en nu daadwerkelijk iets nodig heb om prototypes mee te kunnen maken ga ik binnen afzienbare tijd er ook eentje bouwen.
Ik ben erg blij dat ik alsnog de moeite heb genomen om hem af te maken, ik heb veel plezier beleeft aan zowel het bouwen als gebruiken.

Door Tweakers user Blokker_1999, zondag 27 januari 2013 14:12

Zo lang geleden dat ik zelfs niet meer wist wie het was mux . Goed om zien dat ie dan toch is afgeraakt :)

Door Tweakers user wesleytjuh, donderdag 31 januari 2013 16:02

Er zit nu wel weer enige vorm van gang in dat project. Alsin, mux heeft vandaag als het goed is weer wat vitamins van mij ontvangen waardoor hij weer verder kan. Verder willen we misschien toch het heated bed design weer oppakken, aangezien we die elektronica gewoon af hebben en het zonde is om dat te laten liggen. Wellicht binnenkort dus meer, maar daarvoor moet ik mux aankijken ;).

Door Tweakers user Milosonator, donderdag 31 januari 2013 16:31

wesleytjuh schreef op donderdag 31 januari 2013 @ 16:02:
Er zit nu wel weer enige vorm van gang in dat project. Alsin, mux heeft vandaag als het goed is weer wat vitamins van mij ontvangen waardoor hij weer verder kan. Verder willen we misschien toch het heated bed design weer oppakken, aangezien we die elektronica gewoon af hebben en het zonde is om dat te laten liggen. Wellicht binnenkort dus meer, maar daarvoor moet ik mux aankijken ;).
Ik ben benieuwd.

Door Tweakers user WeeDzi, donderdag 07 februari 2013 13:58

ik vond die ouwe blog inderdaad ook erg interessant vooral het feit dat er wat doorontwikkeld werd voor de elektronica. Zijn jullie/jij dat evt ook weer van plan om dat op te pakken?

Ben wel bereid om evt wat tijd in op te offerenom hulp te verlenen al ben ik elektrisch gezien niet enorm onderlecht..... maar voor testen ed.....

Door Tweakers user Milosonator, donderdag 07 februari 2013 14:12

WeeDzi schreef op donderdag 07 februari 2013 @ 13:58:
ik vond die ouwe blog inderdaad ook erg interessant vooral het feit dat er wat doorontwikkeld werd voor de elektronica. Zijn jullie/jij dat evt ook weer van plan om dat op te pakken?

Ben wel bereid om evt wat tijd in op te offerenom hulp te verlenen al ben ik elektrisch gezien niet enorm onderlecht..... maar voor testen ed.....
Ik ben altijd nog wel benieuwd naar wat het zou kunnen worden. We moeten eens kijken wat de mogelijkheden kunnen zijn.

Door Daan, donderdag 08 augustus 2013 09:28

Hallo ik Daan en ik zit in het zesde middelbaar ik moet dit jaar een gip (eindwerk) doen.
Ik heb gekozen om een 3D printer te maken. Na wat te surfen kwam ik op deze blog uit! Super blog trouwens!! Zelf had ik nog een paar vragen over de printer. Welke prusa mendel maakt u hier precies want als dit geen i2 is wat dan wel? Vervolgens zou ik graag nog willen weten welke de diameter is van de gladde staven voor de printbodem laten over te glijden en voor de twee z moters en enz. zijn deze allemaal de zelfde? Zo dit was het wat
Alvast bedankt voor deze blog goede hulp!

Door Tweakers user Milosonator, donderdag 08 augustus 2013 18:10

Daan schreef op donderdag 08 augustus 2013 @ 09:28:
Hallo ik Daan en ik zit in het zesde middelbaar ik moet dit jaar een gip (eindwerk) doen.
Ik heb gekozen om een 3D printer te maken. Na wat te surfen kwam ik op deze blog uit! Super blog trouwens!! Zelf had ik nog een paar vragen over de printer. Welke prusa mendel maakt u hier precies want als dit geen i2 is wat dan wel? Vervolgens zou ik graag nog willen weten welke de diameter is van de gladde staven voor de printbodem laten over te glijden en voor de twee z moters en enz. zijn deze allemaal de zelfde? Zo dit was het wat
Alvast bedankt voor deze blog goede hulp!
Fijn dat je wat aan mijn blog gehad hebt. Dit deel van de blog gaat wel degelijk over het maken van een Prusa i2. De diameter van alle gladde staven is 8mm. Maar dit is denk ik wel op 101 plekken te vinden. Kijk bijvoorbeeld rond op http://reprap.org/wiki/Prusa_Mendel_(iteration_2) , daar staat in princiepe alles wat je moet weten over de i2.
Als je nog meer algemene vragen hebt, kan je ook even naar het topic http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/1556417 op het forum gaan. Daar kan je veel informatie vinden.

Reageren is niet meer mogelijk