Первый реактивный двигатель, напечатанный на 3D-принтере. Двигатель 3d принтер


Первый реактивный двигатель, напечатанный на 3D-принтере / Хабр

В то время как НАСА экспериментирует с 3D-печатью форсуночной головки и других запчастей для космических аппаратов, инженеры из университета Монаша (Австралия) напечатали и собрали настоящий реактивный двигатель. Точнее, даже два одинаковых экземпляра для двух выставок.

Это полностью функционирующая маленькая турбина, которую хоть сейчас ставь на самолёт или моторную лодку. Или на какой-нибудь самодельный гаджет вроде реактивного ранца, чтобы летать на дачу. Как и НАСА, инженеры применили метод лазерного спекания. Здесь использовали принтер EOSINT M 280.

Двигатель напечатали как доказательство того, что современные 3D-принтеры пригодны для использования в аэрокосмической промышленности. Собственно, НАСА доказала это и раньше. Их ракетный инжектор во время испытаний выдержал температуру 3300°C, а его изготовление обошлось значительно дешевле, чем сварка из 163 отдельных частей по стандартному проекту.

В университете Монаша напечатали копию газовой турбины Microturbo (Safran). Это довольно старая модель, но она до сих пор эксплуатируется как вспомогательная силовая установка на самолётах вроде Falcon 20.

Настоящий двигатель разобрали на части, каждую деталь отсканировали 3D-сканером, а потом распечатали в двух экземплярах.

Конечно, промышленные принтеры вроде 1,2-тонного EOSINT M 280 пока дороговаты, но недалёк тот день, когда в каждом городском квартале откроются мастерские, где недорого напечатают металлическую деталь на заказ. Если только не вмешаются власти и не запретят обычным гражданам использовать эту технологию. К сожалению, такое вполне вероятно.

habr.com

Общее устройство 3D принтера Mendel90. Для новичков

Добавлено в закладки: 1

Эта статья для новичков-самоделкиных, для общего представления с чем они связываются.

 

Общий вид Mendel90

 

Основные компоненты

Экструдер

  • Каретка оси X (1) – перемещает печатающую головку
  • Двигатель (2) – шаговый двигатель подающий пруток в сопло зубчатым болтом (3)
  • Хотэнд (4).  Плавит пруток. Расплав выходит в виде нити через сопло.

 

Стол

  • Каретка оси Y (1) – стол
  • Нагревательная панель (2) удерживает деталь на столе, за счёт поддержания температуры стеклования в зоне контакта
  • Стекло (3) с удерживающим покрытием (клей, лак, плёнка, скотч)

 

Электроника

  • Сердце – Arduino MEGA 2560 (1) – программируемый контроллер на базе ATmega 2560
  • Силовая часть – RAMPS 1.4 (2) – это надстройка (шилд) над Arduino MEGA 2560. Отдельно работать не может.
  • Управление шаговыми двигателями – драйверы A4988 (3)

 

Дисплей для запуска печати, отображения полезной информации и управления режимами печати

Оси

  • Шаговые двигатели (1) перемещают каретки (2)
  • С помощью ремней (3)
  • И винтов (4) – трапецеидальные винты или строительные шпильки
  • Каретки перемещаются по направляющим (5) – калиброванные цилиндрические калёные и полированные стержни

 

Программная часть

  1. Большинство настроек принтера хранится в прошивке.
  2. Самый распространённый используемый формат 3D моделей – STL.
  3. Модель подготавливается в 3D редакторе, например Blender.
  4. Файл 3D модели загружается в программу “слайсер“, например в Cura.
  5. В слайсере задаётся технология печати (температура, поддержки и т.д.).
  6. После 3D модель нарезается на слои и переводится в машинный язык G-код.
  7. G-код передаётся в контроллер Arduino MEGA с SD карты или через USB кабель.
  8. В Arduino MEGA G-код переводится в сигналы с помощью прошивки.
  9. Сигналы поступают на RAMPS, которая управляет питанием шаговых двигателей, экструдера, стола и вентиляторов.
  10. И происходит магия 3D печати

3D принтер Mendel90 можно легко собрать своими руками. На нашем сайте есть вся информация по сборке и настройке:

  1. Первые шаги к постройке Mendel90
  2. Основные пластиковые детали для сборки Mendel90
  3. Основные комплектующие для 3D принтера
  4. Список комплектующих для Mendel90 со ссылками для покупки в Китае
  5. Подключаем электронику RAMPS 1.4 к 3D принтеру (на примере Mendel90)
  6. Настройка прошивки Marlin для 3D принтера

 

А также несколько рассказов от коллег постигших эту магию:

  1. От … до ТриДэшника или рождение Бибобота
  2. Мой первый 3D принтер

 

Примеры напечатанных деталей смотрите в нашей Галерее.

Если вас заинтересовал этот принтер вы можете заказать пластиковые детали для сборки.

Если нужна дополнительная информация – спрашивайте. Мы всегда рады помочь в нашем интересном увлечении. Подфорум по Mendel90.

Метки: Mendel90&nbsp&nbsp 2015-12-08&nbsp&nbsp &nbsp&nbsp Раздел: Новичку, Обзор&nbsp&nbsp Автор: AKDZG Просмотров: 14 805&nbsp&nbsp Нет комментариев

3deshnik.ru

НАСА успешно испытало напечатанный на 3D-принтере ракетный двигатель

НАСА разрабатывает технологию 3D-печати для изготовления настоящего ракетного двигателя и недавно провело испытания изготовленных по новой технологии компонентов двигателя. Но, пожалуй, только успешный пуск ракеты станет подлинным подтверждением огромного будущего этой технологии.

Многие представляют себе технологию 3D-печати в виде небольшой похожей на робота экструзионной машины для пластика, которая может штамповать различные безделушки прямо на рабочем столе. Такие 3D принтеры действительно есть, и они иногда очень полезны в домашнем хозяйстве.

Но помимо этого 3D-печать осваивают и серьёзные производители различных видов продукции, потому что «аддитивное производство» или технология послойной печати на самом деле даёт им значительные преимущества. Прежде всего, это относится к снижению расходов на специализированное производство одноразовых устройств из целого ряда материалов — от керамики до металлов — в том числе компонентов ракетных двигателей. Поэтому даже НАСА заинтересовалось разработкой технологий 3D печати для производства ракетных двигателей.

Напечатанные на 3D принтере части ракетного двигателя имеют определённые достоинства. Компоненты ракетного двигателя отличаются невероятной сложностью конструкции и высокими требованиями к точности изготовления, так как они работают при больших нагрузках и скоростях. А 3D-печатные детали изготавливаются без всяких сварных швов и соединений. К тому же, технология позволяет создавать наиболее оптимальные конструкции с точки зрения аэродинамики или топливного потока. В проекте SpaceX, реализовавшем историческую посадку ракеты Falcon 9, используется несколько 3D-печатных деталей для двигателя Merlin.

НАСА завершило испытания экспериментальной 3D- модели в виде собранных вместе компонентов рабочего ракетного двигателя, которая пока совсем не похожа на настоящий двигатель, как это видно на видео (англ.). Двигатель, около 75 процентов деталей которого были напечатаны на 3D-принтере, работал нормально. Разработка новых недорогих ракетных технологий может серьезно ускорить развитие бизнеса коммерческих полётов и способствовать созданию мощных и надёжных двигателей, которые могут использоваться в будущем для полётов к Марсу.

ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ

© Gearmix 2013 Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи. Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

gearmix.ru

3D принтер своими руками — часть 2

Перевел alexlevchenko92 для mozgochiny.ru

Продолжение статьи, о том, как сделать самодельный 3D принтер (часть 1).

Шаг 6: Электропроводка и регулирование интенсивности тока

Теперь все готово к тому, чтобы протестировать двигатели принтера. Подключите компьютер к контроллеру, используя USB кабель, двигатели должны быть подключены к соответствующим выводам. Запустите Repetier Host и активируйте связь между программным обеспечением и контроллером, выбрав для этого соответствующий последовательный порт. Если соединение прошло успешно, вы сможете контролировать подключение двигателей с помощью ручного управления.Для того, чтобы избежать перегрева двигателей, во время постоянного использования, будем регулировать какую величину тока подавать на какой двигатель. Это важная операция, для того чтобы избежать потерь шага.Для этого подключим только один двигатель, который соответствует одной оси. Такую же операцию будем проводить и для двух оставшихся двигателей. Для этого шага нам нужен мультиметр, который подключен последовательно между источником питания и контроллером. Мультиметр должен быть выставлен в режим измерения тока (смотрите рисунок).

Затем подключим контроллер к компьютеру, измерив при этом ток с помощью мультиметра. После того, как двигатель активирован через интерфейс Repetier, ток должен вырасти на определенную величину. На дисплее мультиметра показан ток, что идет в работающий шаговый двигатель. Нужно определить ток для каждого двигателя-оси. Все значение отличаются друг от друга. Необходимо настроить небольшой потенциометр для шагового двигателя и установить ограничение по значению для каждой оси в соответствии со следующими контрольными значениями:•    По разводной плате течет ток примерно 80mA;•    Назначим ток в 200mA для X и Y осей шаговых двигателей;•    400mA для Z-оси потому, что ей нужно больше энергии для перемещения каретки;•    400mA для двигателя экструдера, поскольку он другого типа.

Шаг 7: Постройка структуры принтера

В следующей ссылке вы найдете необходимые шаблоны деталей рамы, что следует вырезать. Используем акриловые пластины толщиной 5 мм, но можно использовать и другие материалы, такие как дерево, в зависимости от наличия в магазинах и цен на них. Файл шаблона: e-waste_laser_frameКонструкция рамы позволяет собрать всю конструкцию без использования клеия, части собраны с помощью механических соединений и винтов. Перед вырезанием элементов рамы, убедитесь в том, что отверстия для двигателей расположены в соответствии с частями CD/DVD, что использованы для постройки принтера. Проведите измерения и внесите необходимые изменения для отверстий двигателей в шаблоне CAD.

Шаг 8: Калибровка X, Y и Z осей

Хотя скачанная прошивка Marlin имеет стандартную калибровку регулирования осей. Вам придётся пройти этот шаг, если вы хотите настроить точность принтера.Ниже рассказывается, о прошивке для перемещения рабочей части принтера на миллиметры. Это значения зависит от количества шагов на оборот двигателя и размеров резьбы в движущемся стержне оси.Эти процедуры необходимо сделать для того, чтобы убедится в том, что движения принтера на самом деле соответствуют расстояниям заданным в g-коде.Знания того, как это все работает, позволит нам самостоятельно построить ЧПУ-принтер независимо от типа составных частей и размеров будущей машины. В случае данного проекта оси X, Y и Z имеют одинаковые резьбовые стержни, поэтому калибровочные значения будут одинаковы для всех (для разных компонентов и соответственно разных осей – калибровочные значения будут отличаться).Нужно рассчитать количество шагов двигателя для перемещения каретки на 1 мм, это будет зависеть от:•    Радиус шкива;•    Количество шагов на 1 оборот шагового двигателя;•    Параметры микро-шагов в электронике (в нашем случае 1/16, это означает, что за один такт (шаг) сигнала, выполняется только 1/16 шага, давая таким образом более высокую точность системы).Установим эти значения в прошивке (stepspermillimeter).Для оси Z:Используем интерфейс контроллера (Repetier), установив для оси определенное расстояние и измерив реальное смещение. В качестве примера приведем следующие значения. Зададим оси Z, переместиться на 10 мм и измерим смещение в 37,4 мм.Существует N число шагов в прошивке (stepspermillimeter)(X=80, Y=80, Z=2560, EXTR=777.6).N = 2560N = N*10/37.4Новое значение должно быть 682.67.Повторим в течении 3-х раз перекомпиляцию и перезагрузку прошивки контроллера, для более высокой точности.В настоящем проекте не используются функции возврата каретки, это сделано по причине упрощения программной части машины, но они быть легко включены в установленную прошивку. Функции возврата делают самонаведение принтера более легким. Их отсутствие заставит пользователя перемешать каретку вручную, для введения её в область печати.

Шаг 9: Экструдер

Привод подачи пластикового волокна состоит из шагового двигателя NEMA 17 и MK7/MK8 привода шестерни, что нужно купить для проекта. Также необходимо скачать драйвер управления частями экструдера 3D принтера, что вы можете скачать по ссылкам ниже1) Экструдер в состоянии покоя:e-waste_extruder_idle2) «тело» экструдера : e-waste_extruder_body3) «горячее сопло»:RepRapPro_mount

Пластиковое волокно, после того, как втягивается в экструдер, попадает в нагревательную камеру.Между барабаном с волокном и нагревательной камерой, волокно направляется вовнутрь гибкой тефлоновой трубки.Соберем прямой привод, что показан на рисунке, прикрепив к нему шаговый двигатель и закрепив его на акриловой раме.Для калибровки потока пластика нужно измерить расстояние (например 100 мм) и положить кусочек ленты в этом месте. Затем перейдите в программное обеспечение Repetier и выставьте на экструдере 100 мм, после чего измерьте реальное расстояние и повторите шаг 9.

Шаг 10: Первое испытание

Теперь принтер готов к первому тесту. Экструдер использует пластиковое волокно диаметром 1,75 мм, которое легче прессовать и оно более гибкое, чем стандартное диаметром 3 мм. Также для работы принтера потребуется меньше энергии, нежели в случае использования 3 мм. Используем PLA пластик – это биопластик, который имеет ряд преимуществ по сравнению с ABS: он плавится при более низкой температуре, придает легкость при печати кареткой и имеет незначительный эффект втягивания.Запустим Repetier, необходимо активировать срезы профилей Skeinforge.Напечатаем небольшой куб для проверки калибровки (10x10x10mm) потому, что он напечатается очень быстро и сразу можно будет обнаружить проблемы конфигурации и потерю шагов моторов, путем проверки фактического размера напечатанного куба.Для начала печати откроем модель STL и проводим нарезку используя при этом стандартный профиль (или тот что вы скачали) для Skeinforge: увидим представления нарезанного объекта и соответствующий ему g-код. Подогреваем экструдер, после того как он достигнет температуры плавления пластика (190-210C в зависимости от марки пластика) выдавим немного пластика, что бы убедится том, горячее сопло и привод подачи волокна работают должным образом.

Переместим экструзионную головку в начало координат (x=0, y=0, z=0), заботясь о том, чтобы экстр. головка была как можно ближе к каретке, при этом не касаясь её (возьмите листок бумаги в качестве разделителя). Это будет исходное положение экструзионной головки. С этого момента можем начинать печатать.

Всем спасибо за внимание. Творческих успехов!

(A-z Source)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About alexlevchenko
Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое - ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

mozgochiny.ru