Устройство 3D принтера RepRap.
Проект 3D принтера RepRap (Replicating Rapid Prototyper — самореплицирующийся механизм для быстрого изготовления прототипов) был основан в 2005 году доктором Адрианом Боуером (Adrian Bowyer), преподавателем машиностроения в университете Бата (University of Bath) в Великобритании. Он был изначально нацелен на создание самокопирующегося устройства, то есть способного воспроизводить компоненты необходимые для создания другой версии себя.
В качестве технологии печати была применена FDM (послойное нанесение термопласта). Объект формируется путем послойной укладки расплавленной нити из плавкого рабочего материала (термопластик). Рабочий материал подаётся в головку - экструдер, которая выдавливает на разогретую платформу тонкую нить расплавленного материала. Материал, остывая, затвердевает и формирует текущий слой разрабатываемого объекта. Далее, головка поднимается и формирует следующий слой.
В 2006 году был создан первый работающий прототип, а в мае 2008 года машина распечатала детали для построения своей копии.
Аппарат представляет собой opensource проект, с общедоступными наработками.
3D принтер RepRap включает в себя следующие основные элементы:
1) Четыре двигателя.
Верхний двигатель управляет Z координатой (двигает вверх вниз всю каретку с печатающей головкой).
Благодаря зубчатому ремню вращаются 2 оси. Одна непосредственно связана с двигателем, другая — для симметрии.
Двигатель справа на каретке — Х координата. Двигает вправо-влево печатающую головку.
Двигатель внизу — Y координата. Двигает вперёд-назад столик.
Двигатель на печатающей головке регулирует подачу пластика.
У этих двигателей 4 контакта и 2 обмотки.
2) Кнопки — концевики.
Концевые выключатели показывают, когда двигателю нужно остановиться и дальше не ехать. По-одному на каждой оси координат.
Концевик Z координаты должен правильно функционировать, иначе принтер сломается. Головка начнёт вкручиваться в столик и поломает его.
Нажимается концевик винтиком, который регулирует высоту между соплом и столом.
Концевик Х координаты нажимается кареткой.
Концевик Y координаты нажимается столиком.
3) Экструдер.
Конструкция разогревающая и выдавливающая нить пластичного материала.
Два вентилятора нужны для охлаждения. Один охлаждает основание сопла (верхний), другой деталь (нижний).
Сверху подается нить пластика. Двигатель проталкивает разогретую нить к соплу и выдавливается.
Подключается экструдер четырьмя проводами — два для нагрева, и два термодатчика, передающих информацию о текущей температуре сопла.
4) Столик.
Основная часть столика — это печатная плата с медным проводником и подключёнными проводами. Она прикручена винтиками к основе — фиброцементной плите. Через провода подаётся ток и столик нагревается.
5) Контроллер.
Все элементы 3D принтера и подключаются к контроллеру, который управляет работой устройства. В контроллер, также, подключается блок питания и провод в компьютер.
6) Вспомогательные элементы.
Элементы корпуса - металлические палки; соединительные элементы из пластика напечатанные на 3D принтере, скрепляющие весь корпус, зубчатые ремни.