Принтер для авто своими руками

Втулки, крепеж и не только: что можно напечатать для машины на 3D-принтере

Не за горами тот день, когда мастер автосервиса будет спрашивать клиента – «ставим оригинальную запчасть, китайскую или печатаем у нас?». Пока же столь фантастическое будущее еще не наступило, давайте разберемся, как можно задействовать 3D-принтер в повседневном ремонте автомобиля своими руками и что на нем можно напечатать из деталей машины?

Когда-то в инструментальном ящике среднестатистического автолюбителя жил лишь простейший набор инструментов – рожковые ключи, пассатижи, несколько отверток и непременный молоток на килограмм-полтора. Узкозаточенные специнструменты для разборки тех или иных узлов слыли редкостью, ибо моторы, трансмиссии и подвески были простыми, а свободного места под капотами – с избытком.

С годами все поменялось… Увесистый повседневный ящик с инструментами жигулиста из 80-х зачастую можно заменить навороченным продвинутым мультитулом, зато для полномасштабного самостоятельного обслуживания и ремонта современного автомобиля требуется целый арсенал сложных средств, способных привести в ужас автолюбителя карбюраторной эпохи. И те, кто осознанно становятся владельцами немолодого бизнес-класса или даже премиума, видят отчетливый смысл в приобретении инструментов или софта, предназначенного для автосервисов, а вовсе не для любителей. Ибо частенько именно в руках любителей (например, купленная вскладчину в рамках интернет-автоклуба поклонников какой-либо модели) оснастка приносит куда большую пользу, нежели в кривоватых руках мастеров из дилерского центра.

Да, по-своему правы те, кто уверен, что приобретение, к примеру, специальных оправок для фиксации валов при замене ГРМ, нерационально – востребованы они весьма нечасто, и за эти же деньги процедуру вам проведут в сервисе, где такие оправки давно имеются, а небольшую разницу в деньгах покроет экономия времени и сил. Но многие резонно считают иначе: если автовладелец умеет и любит делать что-то своими руками, то он и сделает качественнее (ибо его не подгоняет план и график!), и стоимость инструмента впоследствии отобьет за счет помощи одноклубникам своего города или района с аналогичными машинами. В общем, правды тут, как всегда, две, и какая «правдивее» – вопрос индивидуальный…

Да, у суперпрофессионалов-реставраторов в наличии есть даже станки типа «английского колеса» с огромным ассортиментом оснастки, позволяющей самостоятельно изготовить сложнейшие кузовные детали из листового железа! Но если говорить о любителях-хоббийщиках, занимающихся некоммерческим ремонтом и восстановлением автомобилей для души, но на достаточно высоком уровне, то самый продвинутый на сегодняшний день инструмент в их арсенале – это, наверное, 3D-принтер. Категорически необходимым его, безусловно, назвать нельзя и едва ли целесообразно приобретать исключительно в расчете на ремонт авто. Но если он у вас УЖЕ есть и освоен/осваивается, то и в гараже ему найдется немало работы – во многих случаях принтер и ремонт облегчает изрядно, и деньги экономит!

Сам по себе 3D-принтер далеко не сегодня поселился в гаражах продвинутых ремонтников-любителей и даже профессионалов. Многим он уже хорошо известен в этом качестве, и в самом ближайшем будущем расширение его потенциала видится практически безграничным! К примеру, еще в 2015 году Toyota предлагала владельцам городских трициклов i-Road печатать пластиковые кузовные панели для придания индивидуальности мини-машинкам, а один из крупнейших производителей запчастей в мире, компания Mahle, совместно с Фраунхоферским институтом химических технологий совсем недавно представила пластиковый блок-корпус для распредвала!

Полимеры уже активно проникают даже в ответственные узлы моторов, а любительские «алишные» 3D-принтеры осваивают все новые виды пластиков и даже поглядывают в сторону металлов. Так что не исключено, что не за горами время, когда мы будем забивать в поисковую строку браузера запрос, типа «скачать файл для печати комплекта запчастей для капремонта двигателя Лада Гранта», а затем нажимать на кнопочку «отправить на печать»… «Количество копий: поршень – 4 штуки, вкладыш шатунный – 8 штук…» и так далее.

Шутки шутками, но уже сегодня многие автолюбители успешно печатают себе пластиковые детали, которые изготовить на принтере проще, быстрее и дешевле, чем заказывать в магазине и ждать. А частенько бывает так, что даже одна-единственная созданная технологией трехмерной печати пластиковая деталюшка экономит сумму, превышающую стоимость самого 3D-принтера начального уровня!

Взять, к примеру, фирменные болячки некоторых немецких авто «из первой тройки» – износ зубьев шестерней в электронной дроссельной заслонке, которые можно купить только в сборе с заслонкой, или направляющие стеклоподъемника, существующие только в составе механизма подъемника в сборе… Особо продвинутые «тридэшники» обладают 3D-сканерами, позволяющими не чертить деталь с нуля в программе-моделировщике, снимая размеры штангенциркулем с оригинала, а просто отсканировать ее. А у некоторых в арсенале имеются принтеры, размеры области печати которых позволяют напечатать даже колесный колпак R15-R17… Правда, это, скорее, исключение, и большинство «печатающих автомобилистов» располагают относительно скромными китайскими принтерами с областью печати, не превышающей 200х200х200 мм, плюс-минус…

О своих примерах использования 3D-принтера в практике любительского авторемонта «Колесам» рассказал один из наших читателей, Владимир из подмосковного Щелково, активно использующий его для реставрации своего старенького универсала Volvo 850 1995 года.

Крепление резинового уплотнителя двери

На стыке передней и задней дверей в Volvo 850 проложен резиновый уплотнитель. И там, где контур двери в районе стекла образует «ступеньку», уплотнитель поддерживает достаточно сложной формы пластиковая деталь. Со временем на ней от хрупкости отламываются фиксирующие лепестки, и уплотнитель начинает провисать и отходить. Найти отдельно этот элемент практически нереально, а вот «клонировать» по образцу-оригиналу – запросто!

Упоры для опускания ветровика в люке

Когда открывается электрический потолочный люк, перед ним поднимается полоска-«ветровик», защищающая салон от попадания пыли и насекомых на скорости. Поднимает «ветровик» пружина, а вот складывается он при движении люка на закрытие, упираясь в пластиковые скользящие упоры. Эти детали со временем приобретают хрупкость и разрушаются, а заказать и приобрести новые чрезвычайно сложно.

Пистоны крепления накладок порогов

Штатные верхние пистоны крепления фальш-порогов на Volvo 850 одноразовые: шляпки ломаются при снятии, а распорный штырь выдавливается внутрь порога. Стоят эти ерундовые детальки под 200 рублей штучка, а нужно их 14 штук… Изготовленные на 3D-принтере, новые пистоны имеют улучшенную конфигурацию (клин вместо цилиндрического распорного штырька) и обходятся очень дешево!

Втулка замка крышки бензобака

Простенькая цилиндрическая втулочка-направляющая, через которую выходит запирающий крышку бензобака язычок замка. Деталь ерундовая, но весьма ответственная. Изнашиваясь, она вызывает перекос язычка и риск в один прекрасный день не открыть бензобак… Отдельно в каталогах втулка не детализируется и не продается, но зато легко печатается.

Уплотнитель плафона подсветки номерного знака

Съемный плафон любого вспомогательного светового прибора защищается от проникновения влаги прокладкой из эластомера, повторяющей его контуры. Чаще всего эта прокладка идет в комплекте с фонарем и в виде самостоятельной детали не существует. Однако ее несложно напечатать из специального эластичного «резинопластика», и новая прокладка будет ничуть не хуже оригинальной.​

Это лишь несколько примеров полезных мелочей, которые владелец «850-й» изготовил себе на принтере. И пусть вас не смущает желтый цвет у некоторых – на фото попали пробные прототипы из дешевого филамента, а конечный вариант печатался из пластиков с другими свойствами.

Сейчас в работе у Владимира находится еще одна интересная деталь – часть корпуса выключателя кик-дауна. Этот выключатель располагается в пластиковом цилиндрическом корпусе непосредственно на самом тросе, и его наконечник склонен со временем трескаться и отламываться под воздействием внутренней достаточно тугой пружины и дополнительно сжимающих ее интенсивных движений педали. Продается пластиковая деталь только в сборе с тросом, и весьма недешева даже на разборках, где отлично знают о ее востребованности. Про цену новой и говорить страшно – для пожилого автомобиля никто ее в здравом уме не купит. Поэтому приходится снимать размеры оригинала и думать, как усилить или армировать деталь, чтобы изготовить клон, способный его заменить…

Впрочем, тех, кто обрадовался и размечтался, что уже завтра выпишет себе с Али принтер и наляпает на нем пол-машины, стоить слегка отрезвить… Полезность 3D-печати сложно переоценить в ряде случаев, но, к сожалению, нужно констатировать, что нынешний уровень развития индустрии принтеров и расходных материалов (во всяком случае, бюджетного сегмента) не позволяет «просто взять и напечатать» (с).

Рассчитывать на то, что модели всех нужных деталей вы найдете и скачаете в интернете, не стоит. Всякая экзотика (а редкие и неходовые детальки немолодых машин – это чистой воды экзотика) там, как правило, не встречается либо (гораздо реже!) продается за деньги. Поэтому вам в обязательном порядке придется осваивать рисование в программах трехмерного моделирования, а также владение штангенциркулем и микрометром. Важны также общие технические навыки, позволяющие разбираться в свойствах материалов и понимать: что можно сделать из пластиков с ограниченной прочностью, а что нельзя…

Плюс, несмотря на то, что по применению 3D-принтеров в сообществе любителей уже наработан достаточно большой опыт, практику реальной печати вам все равно придется «нащупывать» опытом, проходя по собственным граблям и ошибкам. Устранение огрехов сборки конкретных китайских моделей принтеров, настройки температурных режимов, умение разбираться в особенностях адгезии и усадки конкретных типов нити-филамента (которые могут различаться по качеству от партии к партии даже у одного бренда) и многое другое. 3D-принтер это не «нажми на кнопку – получишь результат!» (с), а большое и увлекательное хобби, и чтобы он помог вам в том числе и в гаражных делах, придется потратить немало времени на его освоение.

Источник

3D-принтер из фанеры своими руками и его эволюция

Хочу рассказать, как мы собрали 3д-принтер в домашних условиях, так сказать, из говна и палок. Это был школьный проект, который принес определенные плюшки в свое время.

Забегая вперед, покажу, на что оказался способен наш домашний принтер уже после некоторой эволюции. Но обо всем по порядку.

Модель реактивного двигателя на наших 3D-принтерах. Детали печатались и на версии 1, и на версии 2.

Как и зачем мы пришли к идее собрать 3D-принтер дома

Один хороший трудовик в школе обучал детей работе с деревом. В основном, это были разделочные доски и шкатулки. Изюминка изделий – декоративная резьба. Так вот, нашему трудовику удалось увлечь одного смышленого 9-классника моделированием в программе Компас 3D. А тот, в свою очередь, решил сделать благое дело – создать инструмент для печати в школе. Так родилась идея для исследовательской работы.

Перед нами стояла основная задача – создать 3D-принтер максимально дешево. В ход пошли подручные средства и запчасти от старой техники. Списанные принтеры были любезно предоставлены руководителем большой фирмы на безвозмездной основе (все же в наше время без знакомств и блата далеко не уйдешь). Кстати, благотворительность тоже еще не умерла – в процессе работы над проектом нашлись добрые люди, которые очень здорово помогли с нужным материалом, информацией и идеями.

P.S.: Наш проект не является коммерческим. Это чисто исследовательская работа, цель которой — ответить на вопрос: можно ли построить 3D-принтер, используя только простые бытовые инструменты, имеющиеся в наличии: электролобзик, бытовой лазерный принтер и минимум вложений. Принтер использовался как инструмент для дальнейших школьных проектов.

Процесс создания 3D-принтера

Наша работа была разделена на несколько этапов. Конструкция не раз переделывалась с целью улучшения качества печати, исправления ошибок, придания завершенного вида устройству. Этапы работы можно представить так:

Выбор кинематики (механизмы, приводящие в движение печатающую головку в пространстве по трем осям и экструдер, отвечающий за скорость, а также количество вдавливаемого пластика из печатающей головки ).

Выбор необходимой электроники.

Поиск нужных запчастей в недрах старой техники.

Разработка 3D-моделей и чертежей для принтера.

Сборка первой версии и тест (СТЕР-1).

Модернизация и сборка улучшенной версии №2 (СТЕР-2).

В целях экономии для осей Х и Y использовали мебельные направляющие. Размеры: 35х400 мм (ось X), 35х300 мм (ось Y). Они обеспечивают плавный ход кинематики и стоят недорого: около 70-80 р. за пару штук (в зависимости от размера).

Мебельные направляющие 35*300 мм

Для оси Z использована часть разобранного механизма от DVD-привода. Высота печати в связи с этим будет всего 4,5 см, но этого пока достаточно для печати подшипников скольжения из нейлона (будем использовать леску для триммера). В будущем ось Z переделаем на использование таких подшипников и увеличим высоту печати.

Необходимую электронику заказали на Алиэкспресс. Нам потребовались:

плата Ардуино Mega 2560 (плата);

драйверы шаговых двигателей drv8825;

экструдер в сборе e3d V6.

Разобрали списанную технику и добыли нужные двигатели, подшипники, каретки и другие детали.

сбор запчастей для принтера

Основные части устройства и стол решили делать из фанеры. Во-первых, есть хороший опыт работы с ней. Во-вторых, обходится недорого. Детали для 3D-принтера моделировали в Компас 3D. Чертежи распечатали на листах, перевели на фанеру, вырезали. Чтобы точнее переносить чертежи, использовали ЛУТ-метод (лазерно-утюжная технология), который применяется, в основном, при травлении плат.

Процесс переноса чертежей на фанеру

Далее был изготовлен временный боуден (устройство для подачи пластикового прутка). Для этого пришлось переделать двигатель по инструкциям в интернете. Также для него взяли латуневую шестеренку и сточили зубцы. Позже деталь была заменена на заводскую.

Собрали электронику. Прошили управляющую программу Marlin в плату, настроили прошивку. Прошивал с помощью Arduino IDE 1.8.7.

Крепление для экструдера изготовили также из фанеры.

Готовый экструдер в сборе перед покраской

Дополнительная информация:

Кинематика аналогична конструкции, которую применяют в ЧПУ, с неподвижным столом. Переделана из старых струйников HP (X, Y).

Концевики у нас самодельные – из кнопок от старых приводов CD/DVD (для осей X, Y).

Проводка выполнена из двух кабелей: VGA кабель от монитора и витой пары (фирменный патч-корд, новый). Витая пара использовалась для подключения двигателя по оси Х и концевиков по этой же оси.

Для оси Z использовали механические контактные из лазерного принтера. Вначале стояла временная каретка от DVD-привода, потом замоделировали и распечатали пластиком. Высота печати увеличилась с 4 см до 11 см.

На первоначальных этапах 3D-принтер выжрал бюджет в 4500 руб и выглядел так:

Принтер печатает, но с высотой в 4 см Конечный модернизированный вариант принтера с высотой печати 11 см

Как 3d-принтер запечатал

В промежуточной версии наш принтер заработал с областью печати 15х18х4 см (ширина*длина*высота). Всего 4 см по высоте. Это потому, что мы использовали каретку от DVD-привода для оси Z. В дальнейшем лишнее убрали и добавили небольшую платформу для крепления экструдера.

Ну и, конечно, фото первой распечатанной модели. Это еще было на первой версии боудена, двигатель не справлялся с леской (слишком скользкая, все-таки нейлон). Сейчас уже все нормально.

Печать производилась на холодном стекле, сверху попшикали лаком для волос.

Для пробы также напечатали часть светильника (литофания)

пластик без подсветки черно-белое фото при подсвечивании

Поясню для тех, кто вдруг не знает: литофания – это эффект изображения, который виден при подсвечивании. Достигается за счет разности толщины печати – чем толще участок, тем темнее на просвете. С виду выглядит, как невзрачный кусок пластика с контурами изображения, а при подсвечивании проявляется черно-белая картинка.

Модернизация и исправление недочетов

Все подробности описать в одном посте сложно, поэтому скажу об основных этапах и проблемах, которые возникали. Первая версия принтера СТЕР-1 была модернизирована следующим образом:

1. Боуден был заменен, так как работал некорректно. Заказали на Алиэкспресс стальную шестерню подачи пластика. После этого экструдер заработал нормально.

На данном этапе принтер стабильно печатал подшипники скольжения слоем 0,2 мм.

Параметры: слой 0.2, сопло 0.3 мм, 240 гр, скорость 30, откат отключен. Рыболовная леска 1.5 мм (44 руб за 50 м).

2. В дальнейшем уже распечатали смоделированные детали для новой оси Z. После этого высота печати должна стать 11 см.

3. Потом добавили обдув. Систему деталей печатали на нашем же принтере СТЕР-1.

Часть воздуховода

4. Промучились с кинематикой около недели (возникали проблемы) и добились новых результатов. Тестовая печать:

Гибкий кабель-канал для проводов нашего принтера. Сопло 0.3, слой 0.1, время печати 5 часов.

5. Сделали новый стол, так как было решено переделать систему регулировки.

6. Построили новую ось Z. Распечатали замоделированные детали пластиком PLA. Покрасили, собрали на строительной шпильке, установили. Высота печати на данном этапе была 40 мм.

7. В дальнейшем модернизировали ось Х. Замоделили и распечатали портал оси Х. На этом этапе возникла проблема – были допущены ошибки в расчетах. Пришлось перепечатывать крепление двигателя оси Х из-за смещения ремня.

Все заработало. На этом можно сказать модернизация закончилась.

Эволюция нашего 3D-принтера и рождение СТЕР-2

Мы уже было разрабатывали идеи для переделки кинематики с целью улучшения качества печати нашего принтера СТЕР-1, как на голову свалился неожиданный подарок. Я познакомился с директором фирмы по разработке и продаже 3D-принтеров. Вдохновившись нашей работой и благими целями, он подарил нам целых два корпуса ZAV и 700 гр. пластика.

Тут начался новый этап нашего развития, и родился новый усовершенствованный принтер СТЕР-2. Мы разработали новую конструкцию на подшипниках (так дешевле). В ход пошли остатки деталей от той самой старой техники, но необходимые детали уже распечатывались на полноценном 3D-принтере, а не на школьном. Имея за плечами хороший опыт и вложив около 7000 рублей в электронику, рельсы, пустив в ход призовой (об этом позже) и подаренный пластик, всего за 1,5 месяца мы создали СТЕР-2.

Собрали начинку, которая отлично вжилась в подаренный корпус.

Для проекта СТЕР-2 использован синий корпус

Установили нагревательный стол и сделали калибровку потока на принтере. Перекрасили корпус в черный цвет.

На данном этапе был начат новый проект: изготовили модель реактивного двигателя для олимпиады. Так как времени было немного, распечатку деталей разделили аж на 4 принтера, чтобы все успеть. Без дела не стоял даже СТЕР-1 из фанеры.

новый проект для школьной олимпиады

После этого уже доводили до совершенства внешний вид принтера СТЕР-2:

поставили дверцу, а также распечатали и установили ручку;

для дисплея замоделили и распечатали кожух;

сделали купол в 3D-принтере;

распечатали 4 ножки и установили их;

распечатали крепления для концевиков;

распечатали надписи и корзину для инструментов.

Общий вид принтера Завершенный вид 3D-принтера

Напомню, что первая версия СТЕР-1 выглядела так:

Фото нашего 3D-принтера на школьной городской олимпиаде

В заключение

Много времени уже прошло с момента разработки и создания нашего принтера СТЕР-1. Свою функцию и предназначение он выполняет – на данный момент находится в ведении школьного трудовика и приносит пользу. Печатает он вполне сносно. Например, вот корпус для усилителя, напечатанный на СТЕР-1, который был собран из фанеры и старых запчастей.

Корпус для усилителя с MP-3плеером (стоит у меня дома)

Что нам дал этот проект в конечном итоге?

Наш школьный проект СТЕР-1 был успешно защищен на городской олимпиаде и прошел на республиканский этап.

Мы выиграли в конкурсе на 3dtoday в номинации “Самодельный 3D-принтер” и получили приз в виде 5 катушек пластика, которые нам очень пригодились для дальнейших работ.

На основе полученного опыта мы быстро собрали второй принтер СТЕР-2 с лучшим качеством печати. Корпус и пластик были подарены фирмой, которая оценила и поощрила наш труд.

Мы выполнили еще один школьный проект для олимпиады (модель реактивного двигателя).

призовой пластик

Надеюсь, что наш опыт пригодится другим людям. Возможно, для создания собственного принтера или как идея для исследовательской работы в старших классах. Если будут вопросы, задавайте — ответим, уточним, подскажем.

Бюджет на СТЕР-1: в общей сложности до 6000 руб.

Время изготовления: ­ примерно 3 месяца.

Бюджет на СТЕР 2: около 7000 руб.

Время изготовления: примерно 1,5 месяца.

На данный момент было решено СТЕР-2 разобрать и на его основе собрать новый 3D-принтер Uni для домашней печати нашему уже 11-класснику.

Источник