STAMPANTE 3D SUMPOD Aluminium V2
MECCANICA
Pur avendo una certa padronanza del disegno e la modellazione 3D la mia conoscenza tecnica riguardo queste stampanti era pressoche nulla, ma ne sono sempre stato affascinato avendole viste spesso alla varie manifestazioni fieristiche dell'elettronica. Così quando ho avuto l'occasione di assemblare una di queste macchine, ho pensato solo a quante cose avrei potuto realizzare, e non ad una lunga serie di problemi da risolvere!. Questa stampante fu acquistata da un amico, che pensava fosse pronta all'uso che invece era un kit da assemblare, rimasto ad accumulare polvere nel suo magazzino...
La stampante è il modello SUMPOD Aluminium V2, l'azienda produttrice ha cessato l'attività, quindi mi sono ritrovato uno scatolone pieno di pezzi senza istruzioni o cdrom di supporto, in ogni caso l'assemblaggio è stato il passaggio meno difficoltoso. Chiamare questo modello Aluminium è un po presuntuoso visto che le uniche parti significative di alluminio sono i 4 longheroni scanalati del telaio, il resto è tutto ferro ed è pesantissima. Finalmente dopo aver assemblato tutti i pezzi premo l'interruttore e ... non succede nulla, tolgo uno dei pannelli per verificare l'alimentazione con il tester ma dall'alimentatore non esce tensione. Apro l'alimentatore e controllo il circuito stampato, mi accorgo che mancano alcune saldature su un transistor, ripristinate le saldature la stampante si accende, si avviano le ventole e il display si illumina di un blu elettrico, ma nessuna scritta o carattere. Il mio timore che il processore fosse sprovvisto di firmware era più che fondato. E adesso? Per fortuna che c'è internet, di Arduino ne avevo sempre sentito parlare ma non ne sapevo nulla, così ho passato diversi giorni in rete per capire come e cosa servisse per programmarlo, vi risparmio l'odissea nel mare di firmware per trovarne uno compatibile, che comunque ho dovuto modificare per adattarlo alla macchina.
Carico il firmware su Arduino che per la cronaca è il "Marlin-Master", ora da computer riesco a muovere gli assi ma l'estrusore gira al contrario ed i microswitch non fermano la corsa dei motori, (è comunque un bel passo avanti) il display è ancora vuoto. Dopo diverse ore con i datasheet di Arduino e della Ramps vengo a capo del problema, la scheda fornita per collegare il display alla Ramps pur essendo pin compatibile non è adatta (forse il fatto che sia di colore rosso mentre le altre schede sono blu fa pensare che sia adatta per un'altra Ramps).
In ogni caso dissaldo i connettori e collego i fili del display direttamente sul piccolo circuito stampato secondo le indicazioni dei terminali sui datasheet, e finalmente il display e l'encoder funzionano! .
Comincio a studiare i listati del firmware per capire come far girare tutto per il verso giusto, sono stati necessari diversi giorni per calibrare il tutto, spostamento degli assi, fine corsa, temperature ecc. La prima modifica che ho apportato alla macchina è stata quella di spostare il fine corsa dell'asse Z, ho eliminato il pulsante nella parte bassa della guida e ho montato un microswitch sopra il letto di stampa utilizzando piccole staffe montate sui fissaggi già esistenti, in questo modo l'azzeramento è più rapido e preciso, un piccolo tubetto di plastica filettata mi permette di regolare la distanza ideale tra l'ugello ed il letto di stampa, è il momento della prima stampa, un piccolo cubo da 10mm per lato, ma qualcosa no va il materiale scivola sulla tavola e si accumula intorno l'ugello formando una massa sciolta di plastica. Cerco ancora in rete e le soluzioni sono diverse, ne provo alcune e ottengo dei buoni risultati utilizzando del nastro carta per mascherature, sia per ABS che per PLA l'adesione è ottima anche se poi staccare i pezzi dalla tavola può essere un po difficoltoso e si danneggia spesso il nastro, ma visto che è un prodotto economico il disagio è minimo .
Dopo molte ore di pratica e aggiustamenti comincio a prenderci mano, noto però che la tavola non'è perfettamente allineata al piano di stampa, così mi preparo un supporto per il comparatore da montare sulla testa di stampa in modo da poter regolare con precisione le quattro viti di supporto della tavola riscaldata, tavola che dopo qualche giorno non si riscalderà più a causa del connettore sulla Ramps che si è fuso!
lo sostituisco con un mammut di generose dimensioni. ma le disgrazie non vengono mai da sole anche il regolatore di tensione da 5 volt sulla scheda di Arduino si brucia, è un componente SMD che non lo trovi sotto casa, mi arrangio con un LM7805 che tengo sempre di scorta collegandolo con dei spezzoni di filo rigido alle minuscole piazzole del circuito stampato .
Uno dei difetti principali di questa stampante sono le eccesive vibrazioni durante il processo di stampa, la tavola a sbalzo fissata solo su un lato ne è la principale causa, ho risolto questo problema fissando due rinforzi ad "L" sotto la tavola, sono costruiti con profilato in alluminio da 15x15mm. Ho anche inserito un foglio di gommapiuma tra il supporto e il piano riscaldato per aumentare l'isolamento termico.
Un'altra fonte di vibrazioni sono le guide dell'asse X, i fori dove sono alloggiate hanno un certo gioco che ho pensato di eliminare racchiudendole in una specie di morsetto di ABS, ora i movimenti risultano più fluidi e silenziosi .
Visto che la RAMPS era già predisposta ho montato una ventola per la stampa del PLA, con una apposita staffa fissata sulla sede del secondo ugello, in parallelo alla ventola ho messo un led bianco ad alta luminosità che illumina il punto di stampa .
Di norma le connessioni USB sono tipo A sul computer e tipo B sulla periferica, questa stampante ha un connettore USB bilaterale sul pannello posteriore che originariamente aveva il tipo A sull'esterno e il tipo B all'interno costringendo ad usare cavi adattatori poco convenzionali cioè maschio B - B tra il pannello e Arduino e maschio A-A tra il computer e il pannello, così ho rovesciato il connettore sul pannello rifacendo i fori da 3mm sulla lamiera, in questo modo ho utilizzato cavi USB che già avevo in casa .
Ho riassunto in questa pagina le fasi principali di questo lavoro, che per me partito da zero è stato particolarmente lungo e complicato, ma ampiamente ripagato dalla soddisfazione di disegnare un oggetto al computer poi vederlo materializzare sotto i propri occhi come in un film di fantascienza.
Fabrizio Marzi 2016
RIFINITURE MINORI
una griglia per coprire il foro della seconda ventola opzionale.
Rondelle coniche per coprire le viti a testa svasata senza cieca.
Un faretto a led per l'illuminazione interna.
SUMPOD 3D PRINTER UPGRADES
Ecco alcune modifiche aggiuntive per migliorare la stampante 3D
La prima quasi puramente estetica, si tratta di una canalina portacavi snodata tipo quelle che si vedono su certe macchine industriali, la particolarità è che può essere assemblata senza scollegare i cavi perchè è completamente modulare.
La seconda riguarda il letto di stampa, originariamente fissato al supporto con viti dadi e controdadi, si aveva la tendenza all'incurvamento del letto durante il riscaldamento per via della differente dilatazione tra l'alluminio e il supporto d'acciaio.
Ora un sistema di sospensione a molle ha risolto questo problema, agevolando anche la regolazione della planarità con un semplice cacciavite da sopra, invece che con chiavi esagonali da sotto in posizione molto scomoda. questa modifica ha migliorato molto la stampa del primo strato che non ha più problemi di differenti altezze dall'ugello di stampa.
L'ultima modifica riguarda l'inserimento di un dispositivo di allarme sonoro nel caso il filo si blocchi nell'estrusore.
Anche se accade raramente, a volte il filo si blocca ma la stampante continua i suoi movimenti anche per ore se non ce ne accorgiamo. Ho ideato un sensore da applicare sull'alberino del motore di spinta del filo utilizzando un disco forato e un sensore ottico.
L'interruttore (in alto sulla scatola) pemette di spegnere l'allarme, perche si mette a suonare anche quando la stampa è finita visto che il filo si arresta.
Il circuito rileva la rotazione del disco, solo nel caso si fermi il cicalino inizia a suonare.
VIDEO PRIMA PROVA DI STAMPA
7 MINUTI IN 20 SECONDI