78e1dfca478ae36ce46d60f857fd5b3f.jpg
Всё простое очень сложно
Если глубже посмотреть

Долгое время болтались мои катушки с филаментом как лягушонок в коробчонке, в прямом смысле этих слов, стыдливо прикрытые невзрачной тряпочкой. Срам, да и только. Пару раз из-за перехлёста притягивало катушку аж до самой фторопластовой защитной трубки на вершину принтера! Печать, конечно, приходилось останавливать…
В общем, как-то раз руки с головой договорились, отложил я в сторону «грандиозные идеи» и «сел на вёсла», чтобы воплотить задуманное более года назад в жизнь.

На заре проекта, когда мой «Полосатый апельсин» был ещё «виртуальной косточкой», решил я, что держатель (кронштейн) катушки должен быть размещён внутри корпуса принтера. Объективными доводами в пользу такой композиции были следующие аргументы: наикратчайший путь филамента от катушки до экструдера, пыле- и влагозащищённость (при соответствующем конструктиве), возможность организации встроенной сушки, а так же моноблочная конструкция всего аппарата.
Сказать по правде —  отдельно стоящий прибор на филаментном поводке у принтера не пробуждает у меня чувства глубокого удовлетворения. А отсутствие гармонии в такой технической инсталляции вызывает сомнение в её надежности и работоспособности. И в удобстве. И в рациональности. Ведь этому «довеску» к принтеру обязательно нужно выделять место и с этим условием, как правило, возникает проблема. Историю о прочих неудобствах, сейчас оставим на «потом».

Не стану утверждать, что мои умозаключения есть догма. Возможны ситуации, когда внутри корпуса катушка нити совершенно неуместна. Это справедливо по отношению к принтерам небольших габаритов с малой площадью печати, портативным устройствам, аппаратам каркасного (открытого) типа, и конечно к 3D принтерам, у которых катушки с филаментом просто быть не должно. Но все эти «особые случаи» не подходили под мою конструкцию – «кубоид 500х500х500» с рабочим объёмом 300х300х300 мм.

71093b63bfff4fadeda016f58e037e2c.JPG

Вариант принтера с использованием мультиэкструдера.

Вопрос куда и как крепить катушку с филаментом остаётся дискуссионым ещё со времён  пращуров 3D печати. Достаточно набрать в поисковике «держатель катушки филамента» как от количества картинок глаза разбегаются, а мысли путаются. Рассматривая эту бесконечную череду моделей и реализованных проектов, я пытался найти максимально подходящую мне конструкцию, но, несмотря на многообразие вариантов, в каждом из них находился изъян абсолютно меня не устраивающий. Сейчас не станем обсуждать преимущества или недостатки того или иного существующего сегодня «держателя» — они  предмет иной истории. Однако мне порой казалось, что взялся я изобретать очередной велосипед. Возможно, это так и есть…

3600135bf923634e2a1a0ff155333a3a.png

О, сколько нам открытий чудных готовит….

Тем, не менее, в результате виртуального жонглёрства формами в SolidWokrs и походу в магазин скобяных и крепёжных изделий появилась композиция из деталей, которую можно увидеть на иллюстрации ниже.

9571238b0a9fd29aaacd925986290331.jpg

Кронштейн катушки филамента. Проект.

При проектировании мне было важно добиться минимальной консольности, т.е. рассчитать расположение и форму деталей таким образом, чтобы точка приложения силы от веса катушки с филаментом была максимально близка к месту крепления базового элемента. Также в мои технические требования входили: компактность (свободный объем невелик); мягкое вращение; быстрая и простая замена бобины; отсутствие габаритных/длинных деталей; малое количество расходных материалов; легкая доступность «ингредиентов»; стабильная повторяемость изделия; технологичность изготовления частей устройства и его сборки, а также, как опция, возможность регулировки свободы вращения катушки с филаментом. В результате моих трудов в печать были отправлены четыре детали.


Пару слов о конструкции – она проста как табуретка. Её прообразы часто встречаются на просторах сети, но дело, как говориться, в нюансах. В основе — базовый кронштейн, в котором с помощью резьбового отверстия и гаек фиксируется стержень с резьбой (строительная шпилька М8) длинной 100 мм, на который, в свою очередь, нанизываются две одинаковые втулки с подшипниками. Они фиксируются «барашком», тоже имеющим резьбовое отверстие в «теле» и гайку. В основании «барашка», обращённом к втулке с подшипником, выполнен буртик. Его задача – создавать дополнительно трение для ограничения свободы вращения катушки филамента. Силу трения можно регулировать вращением барашка. Откровенно говоря, эта функция до конца ещё не отработана, т.к. первый экспериментальный образец трудится всего лишь пару месяцев. Существует опасение, что через некоторое время резьба в пластике барашка разработается, появится люфт, и силы трения сбалансируются. Тогда фиксатор начнёт ослабевать и перестанет выполнять свою функцию. Конечно, он не раскрутится совсем, а только перестанет «притормаживать» бобину. Но над этим, возможно, придётся ещё поработать.

505eebb742e4d40c32fa833cecaca3f7.jpg

Составные части держателя катушки филамента.

А пока на фото можно рассмотреть, набор деталей, конструкцию в сборе и варианты её использования как минимум с двумя типоразмерами катушек. Других бобин для экспериментов у меня под рукой не было, но если они и существуют в природе, то для их использования, возможно, придётся распечатать новые втулки с другими параметрами.  

af5b1176997179f07a5e1e524d3ab5d1.jpg

Катушка от FD plast на 1 кг филамента.

283f85b940e1c1ed239e3ba255244c9d.jpg

Различие в размерах катушек от разных производителей.

83f025971db1bf6f428cde96b359a940.jpg

Вариант установки катушки от Bestfilament.

5b682bc22514384bd75314a28f349b16.jpg

Другой вариант установки катушки.

Пластиковые детали выполнены из PLA двух цветов. Печать осуществлялась соплом 0,2 мм по техническим требованиям производителя филамента. Средняя скорость печати 60 мм/с.

e28b6e67660336293bfe74af05ce995b.jpg

Собранный комплект деталей.

4128f85659bcfcf2fda6f9e4e947ee1b.jpg

Разобранный комплект деталей.

«Держатель» состоит из четырёх напечатанных пластиковых деталей (основа (база), 2 втулки, 1 «барашек»), 2-х подшипников 608ZZ, 100 мм винтовой шпильки М8 и 2-3-х гаек М8. Если не требуется функция ограничения свободы движения, то квадратная гайка может быть удалена.  
Кронштейн устанавливается в любом подходящем месте посредством четырёх винтов М4.
Конструкция получилась крепкая и надёжная. При желании она полностью разбирается и упаковывается в коробку с габаритами 75х150х55 мм.

84eeebb8cd41ac07d6b4fd9d76cb04a4.jpg

Тыльная часть базового элемента легко крепится на любую  ровную  жесткую поверхность.

При эксплуатации принтера важно, чтобы нить с катушки сходила легко, но, в то же время, не разматывалась излишне, иначе возможен перехлёст витков и закусывание нити, что в свою очередь приводит к нештатной остановки печати.
Поэтому в недалёкой перспективе кронштейн ожидает доработка. Надо реализовать лежащий в голове дизайн «антиперехлёста» витков. Надеюсь хватит времени и сил не откладывать это в «долгий ящик».

eefc373fb2bfbcaf73a075d18566ec26.jpg

Габариты кронштейна минимально отличаются от размеров катушки.

О STL моделях. Пока идёт процесс тестирования и существует возможность доработки, выкладывать электронные версии не планирую. Если всё пройдет удачно, то их можно будет поискать в магазине 3D Today.

Сейчас моя катушка-покатушка уютно расположилась в тыльной части принтера, надёжно закреплённая на фальш-панели из АКП. Замена филамента происходит быстро и без лишних телодвижений. Теперь меня уж боле не тревожит беспутной нити долгий путь.

Спасибо внимание и понимание.
Подробнее…

КАТУШКА-ПОКАТУШКА