Несколько лет назад мы выпустили 3D принтер Bizon с увеличенной областью печати 300x300 мм. Данный принтер создавался как бюджетная альтернатива дорогим 3д принтерам с большой областью печати. Бизон проектировался на базе всеми известного принтера Prusa i3 Steel. Полностью стальная рама, надежная электроника и простота использования позволила обрести такую большую популярность.
Одним из факторов, который мог остановить клиента в приобретении данной модели, являлся так называемый "дрыга-стол", если кто не знает, это когда платформа для печати по оси Y во время печати непрерывно двигается... Другой вариант, это когда платформа во время печати неподвижна, а опускается только во время смены слоя. Данная схема 3д принтера имеет объективные преимущества, по сравнению с "дрыга-столом".
Мы решили выпустить новую линейку 3D принтеров с областью печати 300x300 мм под названием Bizon 2. Новый корпус, новая кинематика, новые направляющие, новая электроника и больше никакого подвижного стола. Это абсолютно новый принтер, который был спроектирован на основе нашего накопленного опыта и опыта других пользователей. Мы постараемся максимально подробно рассказать о всех узлах принтера, показать его сильные и слабые стороны.
Технические характеристики Bizon 2
Версия V2.2 (обновлено 25.10.2020)
Параметры печати
- Технология печати: FDM (Fused Deposition Modeling)
- Область печати: 300х300х400 мм
- Высота слоя: 20 - 600 мкм (0.02-0.6 мм)
- Скорость печати: рекомендуемая 40 - 120 мм/с
- Обдув модели: двухсторонний
- Подогреваемая платформа: максимальная температура 120° С
- Закрытая камера
- Автоматическая калибровка стола (опционально, за доп. плату)
- RGB подсветка управляемая через дисплей+световая индикация состояния принтера (опционально, за доп. плату)
Параметры экструдера
- Количество печатающих головок: 1
- Диаметр сопла: 0.4 мм (возможность установки 0.2-0.8 мм)
- Диаметр пластиковой нити: 1.75±0.1 мм
- Максимальная температура печати: 350°C*
- Используемый материал печати: ABS, PLA, PETg, HIPS, PVA,NYLON, FLEX, RUBBER, WOOD, PP и др
- Система Dual Drive
Программное обеспечение
- ПО: Repetier-Host, Slic3r, Cura, simplify3D
- Совместимость с ОС: Windows, Mac OS, Linux
Интерфейсы
- Порт USB
- SD Card
Электроника
- Тихие и точные драйвера ШД с микрошагом 1/256 (TMC)
- Работа в сетях: 220 В±15% 50Гц
- Максимальная потребляемая мощность: 600 Вт
Механика
- Корпус выполнен из металла
- Рельсовые направляющие оси X,Y
- Рельсовые направляющие Ось Z
- Передача оси Z – ШВП
Корпус
Металлический корпус
Корпус полностью выполнен из стали, толщина стенок составляет 2 мм, а толщина задней стенки в месте, где расположены направляющие рельсы и ШВП и вовсе составляет 3 мм. Сталь окрашена порошковой краской.
Закрытая камера печати
Корпус является полностью закрытым, что позволяет качественно печатать филаментами, чувствительными к перепадам температур. Такими как ABS, HIPS, NYLON и так далее. Закрытым корпус делают стенки из поликарбоната с двух сторон, крышка из того же материала, и дверцы.
Все эти части корпуса являются съёмными. Если по каким-либо причинам вам нужен постоянный доступ в рабочую камеру принтера, вы можете демонтировать дверцы и стенки. Эти части корпуса закреплены на винтах.
Верхняя крышка выполнена из стали, на которой имеется окно, закрытое поликарбонатом. Она является практически плоской и не отнимает возможность наблюдения за процессом печати сверху. В корпусе крышка зафиксирована направляющими, благодаря которым она надёжно стоит на своём месте. Такая конструкция крышки позволяет с легкостью снять её, при необходимости, и без особых проблем установить обратно. Благодаря этому можно легко добраться до экструдера, когда понадобится какое-либо обслуживание. Помимо функционала хочется отметить ещё и то, что крышка принтера выглядит очень стильно.
Дверцы корпуса установлены на пластиковые петли, и имеют угол поворота 180 градусов. У вас не возникнет проблем с неудобно торчащими открытыми дверцами, которые не могут открыться до конца и мешают дотянуться до напечатанной модели или печатающей головы принтера.
Окошки по бокам сделаны из поликарбоната и закреплены винтами.
Данное исполнение является пожаробезопасным, поликарбонат сохраняет свои свойства при температуре до 130ти градусов, не выделяет никаких вредных веществ, а его температура воспламенения выше 500 градусов. И что немаловажно, он не деформируется, что позволяет сохранять герметичность в камере печати. Ну, а со сталью, думаю, всё и так понятно.
Планка оси X и каретка стола Z
Планка оси X изготовлена из стали 5 мм с дополнительными вырезами для уменьшения веса. Каретка также изготовлена из металла, но уже толщиной 3 и 2 мм, она поставляется сразу в сборе и сваривается непосредственно на производстве, благодаря чему она получается очень жесткой и при печати не "гуляет"
Расположение катушки пластика
Катушку весом до одного килограмма можно расположить внутри корпуса принтера, здесь предусмотрен соответствующий отсек. Это позволяет лучше просушивать пластик при печати, повышая её качество. Выемка под катушку располагается слева от стола, рядом находится один из концов тефлоновой трубки, которая второй стороной уходит напрямую в хотенд. Заправка пластика не вызывает никаких трудностей. При необходимости использовать крупные катушки весом, например, два с половиной килограмма, можно распечатать внешний держатель катушки пластика, и закрепить его на корпус.
Кинематика
За основу взята кинематика CORE XY, которая зарекомендовала себя, как одна из самых лучших для 3D-принтеров. Схематично данная система выглядит так
В отличии от H-bot здесь используется два ремня и другая схема крепления, что очень важно если область печати большая, так как в кинематике h-bot присутствует перекос балки оси X. Это очень важный момент, на который стоит обращать внимание при выборе 3D принтера.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! В классическом исполнении (как все привыкли видеть), ремни идут на разных уровнях, что не очень удобно с технической точки зрения. Мы исправили этот момент, и у нас ремни идут на одном уровне, но есть перехлест ремней под дисплеем.
Рельсовые направляющие
В качестве линейных направляющих мы используем рельсы MGN-12 с удлиненной кареткой. Здесь очень тщательно нужно подойти к выбору поставщика данных рельсовых направляющих, так как некачественные рельсы могут привести к ухудшению качества печати. Мы работаем только с проверенными поставщиками, которые зарекомендовали себя с лучшей стороны, поэтому данной проблемы в нашем принтере не наблюдается, но это очень важный момент и не могли не обратить на это внимание.
Ремень
Как мы уже сказали, в core XY используется два ремня и так как область печати у нашего бизона 2 достаточная большая (300x300 мм) то и ремни соответственно будут длинными, и что бы уменьшить эффект растяжения ремня, мы используем не стандартную ширину 6 мм, а увеличенную - 10 мм (тип ремня GT2), это позволяет улучшить качество печати и избежать нежелательных дефектов.
Ось Z
ШВП и рельсовые направляющие по оси Z
Вернёмся к оси Z. Обратите внимание, что большинство производителей используют на оси Z в качестве направляющих полированные валы, а в качестве ходового винта ставят трапецеидальный винт. Мы же решили поставить на эту ось комбинацию из двух рельсовых направляющих, которые прикручены напрямую к корпусу, и в качестве ходового винта используем надёжную шариковинтовую передачу диаметром 16 миллиметров. ШВП установлена в металлическую опору, которая обеспечивает соосность, а также уменьшает нагрузку на шаговый двигатель. Все вибрации при работе принтера гасятся в этом массивном корпусе. Благодаря всему этому, каретка печатного столика может перемещаться по оси Z с высокой точностью и обеспечит хороший результат на протяжении всего цикла печати.
Металлическая каретка
Также надо не забыть, что напрямую на качество печати влияет жесткость платформы Z (куда крепиться нагревательный стол). Что бы стол получился достаточным жестким, мы его сделали из металла с ребрами жесткости и собирается он не с помощью винтов, а все детали свариваются непосредственно на производстве. Мы предусмотрели на нем технологические вырезы, что бы уменьшить вес каретки, тем самым получили очень жесткий и легкий стол.
Для чего мы все это сделали?
- Исключили вибрации стола при печати;
- Достаточная жесткость позволяет столу не деформироваться при большом весе печатаной детали.
Всё это позволяет улучшить качество печати и уменьшить количество брака.
Перфорированная алюминиевая пластина
Силиконовый нагревательный стол приклеивается к металлической пластине, для уменьшения веса мы используем алюминий, и для уменьшения эффекта "расширения и искривления" под действием температуры, по всей площади мы сделали специальные отверстия, и тем самым немного уменьшили еще вес всей платформы.
Регулировка стола
Для точной регулировки стола предусмотрено 8 точек крепления по краям платформы и 1 точка крепления в центре стола. Для чего? Стол в бизон 2 достаточно большой (300x300 мм) и что бы исключить возможную кривизну пластины, мы предусмотрели дополнительные точки крепления.
Электроника
Управляющая плата
В качестве управляющей платы мы используем
32 битную плату
управления
SKR V1.3
. Надежная, компактная и многофункциональная плата справляется со всеми своими задачами, которые от нее требуются. Данная плата поддерживает все основные драйвера: A4988, DRV8825, LV8729, TMC итп. При выходе из строя одного из драйверов, вы без проблем сможете заменить его на новый всего лишь за минуту!
- Драйвера на осях X и Y - TMC 2208
- Ось Z и экструдер - A4988
Нагревательный стол
Чтобы без проблем печатать всеми видами пластика, необходим подогреваемый стол. Он должен удовлетворять следующим требованиям:
- Быстро набирать рабочую температуру;
- Надежный (дорожки не должны перегорать со временем);
- Равномерность прогрева по всей площади;
- Хорошо держать температуру.
Всем этим требованиям соответствует силиконовый нагревательный стол + алюминиевая пластина. И чтобы стол грелся достаточно быстро и был надежным, он должен питаться
от сети 220В
через твердотельное реле.
Концевые выключатели
Здесь все просто, мы отказались от механических концевых выключателей и перешли на оптические (ось X и Y) и индуктивный (ось Z).
Дисплей
LCD дисплей MKS Mini12864 небольших размеров с широким набором функций и удобным интерфейсом.
- Дисплей оснащен слотом для SD карточки, что позволяет запустить печать без подключения 3D принтера к компьютеру.
- Простой и самое главное - надежный.
- Поддерживает русский язык.
- RGB подсветка.
Экструдер BMG
Долгое время в нашей линейке 3д принтеров использовался напечатанный из PETG пластика корпус для экструдера, в который устанавливался E3D хотенд. Решение достаточно простое и хорошее, мы без проблем печатали всеми видами пластиками начиная от PLA и ABS, и заканчивая всевозможными гибкими материалами. К нам периодически приходили пожелания усовершенствовать данный узел, и мы приняли решение, что в новой версии 3D принтера Bizon 2 будет поставлен данный экструдер.
Теперь на всей нашей линейке 3D принтеров Prusa i3 Steel и Bizon будут идти экструдеры типа bondtech с их системой Dual Drive. Наверняка вы уже слышали про них, если нет, давайте разберемся почему о BMG и других подобных экструдерах так много говорят и в чем их преимущество.
Основные плюсы:
Система Dual Drive состоит из двух зубчатых шестеренок, которые одновременно толкают пластик – это благоприятно сказывается на качестве печати и скоростных характеристик принтера.
Наличие редуктора с передаточным соотношением 3:1 увеличивает тяговое усилие экструдера.
Направляющий канал от протягивающего механизма до хотенда предотвращает изгиб или запутывания прутка. Это повышает надежность печати гибкими или «скользкими» филаментами вроде полиуретановых эластомеров или нейлона
Корпус выполнен из литьевого пластика - больше никаких печатанных деталей!
Сцепление шестерней с пластиком регулируется винтом, пропущенным через подпружиненный рычажок, который служит для развода механизма и быстрой замены прутка.
К минусам можно отнести его дороговизну и “невидимость” подачи пластика, все происходит под закрытым корпусом, но это все мелочи по сравнению с преимуществами, которыми он обладает.
Если подвести итог по экструдеру, то однозначно можно сказать, что переход на extruder типа bondtech является ощутимым скачком в усовершенствования 3D принтера. Печать стала намного проще, брака стала меньше, а обслуживание быстрее.
Направленный двухсторонний обдув модели
Обдув модели — очень важная составляющая любого 3Д принтера, без качественного обдува не получиться добиться максимального качества печати. Ниже мы приведем те главные моменты, на которые стоит обратить внимание:
- Мы используем вентиляторы с двух сторон. Что бы поток воздуха поступал равномерно по всей печатной области.
- Использование шарикоподшипниковых вентиляторов, благодаря чему сводиться минимум шумов и увеличивается срок службы.
- Направляющие обдува сделаны таким образом, что бы поток воздуха не попадал на сопло, а направлялся прямиком на модель.
- Корпус обдува полностью сделан из металла, что исключает возможность его поломки.
- Крепление обдува сделано таким образом, что бы снятие и его установка не занимало более 30 сек.
Отсек для электроники
Вам может показаться немного странным отдельным пунктом выделить отсек для электроники... Данное решение больше всего оценивают клиенты, которые уже сталкивались с обслуживанием и ремонтом 3D принтеров и сейчас мы постараемся это объяснить.
У большинства 3Д принтеров электроника спрятана снизу под кожухами, и доступ к ним затруднителен. И иногда, а порой часто (когда клиенты сами собирают 3D принтеры на наших корпусах) необходим непрерывный доступ к электронике, и поверьте, "вертеть" его туда-сюда занятие не из самых приятных... Поэтому электроника размещена на задней стороне принтера под аккуратной и красивой дверцей на петлях. Доступ к электроники осуществляется всего за несколько секунд.
У вас конечно может возникнуть вопрос: зачем лезть в принтер, если вы его приобрели полностью рабочим? Тут конечно вы правы, данная "фишка" скорей всего Вам не понадобиться, но бывают такие моменты, когда вы например хотите добавить дополнительный функционал (например автокалибровку стола) или поменять драйвер... все это упрощает вашу жизнь. А если вы собираете с нуля 3д принтер на нашем корпусе бизон 2, то поверьте, что расположение электроники сзади сохранит огромную часть ваших нервов.
Выводы
Ну что ж, пора подводить итоги!
А в итоге мы имеем мощный принтер с большой областью печати и качественными комплектующими! Скорость его печати весьма высока, а качество деталей и сборки позволяет осуществлять долгую бесперебойную печать. При этом принтер относительно бесшумен, и, соответственно, находясь в квартире, ночью в процессе работы не будет тревожить сон своего хозяина. Экструдер принтера универсален для всех распространённых материалов, возможность печатать на температурах до 350ти градусов позволяет применять некоторые инженерные филаменты профессионального сегмента с повышенными механическими характеристиками, а полностью закрытая рабочая камера даёт возможность повысить качество напечатанных моделей из пластиков, чувствительных к перепадам температур. Этот принтер, скорее, подойдёт людям, у которых 3д печать стала частью их профессии, людям, которые хотят повысить скорость получения качественных прототипов или эскизов для последующей работы с ними, инженерам, нуждающимся в частой замене или изготовлении уникальных деталей, людям многих других профессий, перечислять возможные сферы применения такого универсального принтера можно долго. Что же касается домашнего применения – это универсальный 3д принтер далеко не начального уровня, но его цена заметно ниже многих других 3д принтеров с аналогичным функционалом. Бизон 2 не создаёт много шума, и не будет сильно выделяться из интерьера благодаря классическим формам и корпусу чёрного цвета. Если вы присматриваете себе домой производительный и надёжный принтер профессионального уровня с большой рабочей камерой, то на Бизон 2 точно стоит обратить внимание.
