Jak si snadno a levně vyrobit box na 3D tiskárnu

13. 04. 2018 | by Mikolas Zuza

Možná jste už někdy při brouzdání internetem narazili na nejrůznější skříňky a boxy, které si uživatelé staví pro své tiskárny. Dnes se zaměříme právě na ně. Vysvětlíme vám, k čemu jsou dobré, i jak si box na tiskárnu vyrobit. Navíc se ponoříme i do tajů patentových válek a povíme si něco o tom, proč se všechny tiskárny neprodávají už s hotovým boxem. Pojďme se tedy nejprve podívat na to, proč byste o boxu pro tiskárnu měli vůbec uvažovat a jaké výhody přináší:

• Stabilní tiskové podmínky – Průvan může negativně ovlivnit váš tisk. Box bude udržovat stabilní a vysokou teplotu. Velké rozdíly mezi pokojovou a tiskovou teplotou mohou vést k odlepení tisku od vyhřívané podložky, smršťování tisku a špatnému propojení vrstev, zejména při tisku z ABS.
• Potlačení zápachu – Některé filamenty (dívám se na tebe, ABS!) mohou při tisku uvolňovat nepříjemné výpary. Box tyto výpary udrží uvnitř a po dokončení tisku je můžete jednoduše vyvětrat otevřeným oknem.
• Redukce hluku – Jako kdybyste snad potřebovali, aby byla MK3 ještě tišší 🙂 Ale další zvuková izolace nemůže být na škodu, hlavně pokud plánujete skřínku umístit například vedle vašeho pracovního stolu.
• Méně prachu – Ložiska a hladké tyče ocení snížené množství prachu, které na ně bude v boxu dopadat.
• Stavba boxu je zábavná 🙂

Pokud ale z ABS moc netisknete, nečekejte téměř žádné zlepšení tiskové kvality. Pokud tisknete hlavně z PLA, tak byste dokonce měli nechat box otevřený, aby bylo v okolí tiskárny dost vzduchu s pokojovou teplotou kvůli tiskovému větráčku.

Proč se všechny tiskárny na trhu rovnou v boxu neprodávají?

Roli tu hrají dva faktory – cena a patentová ochrana. Společnosti jako Stratasys, ZCorp či 3D Systems si patentovaly téměř každou technologii 3D tisku, která vás jen napadne. Je celkem zvláštní, když se podíváte na nákresy tiskáren z 80. a 90. let a uvědomíte si, jako moc se podobají současným 3D tiskárnám.

Teprve poté, co tyto klíčové patenty v roce 2009 vypršely (20 let po jejich přihlášení), zrodilo se hnutí RepRap. A spolu s ním i levné, snadno sestavitelné 3D tiskárny. I když většina těchto patentů již vypršela, některé z nich (především ty patřící firmě Stratasys) jsou buď stále aktivní, nebo vypršely teprve nedávno. Například stále aktivní patent společnosti Stratasys popisuje zařízení, které “Vytváří trojrozměrné objekty ve vytápěné komoře. Komponenty ovládání pohybu jsou umístěny mimo vyhřívanou komoru.” Jinými slovy: pokud byste motory umístili mimo vyhřívaný box, nemůžete takový produkt prodávat, protože porušuje tento patent.

Další překážkou je cena. Zvažovali jsme, a dokonce už i dávno vyvinuli, box pro Originální Prusa i3 tiskárny. Vyroben byl převážně z plexiskla. Naším cílem byla prodejní cena 2000 Kč a vzhledem k ceně balení, materiálu a přepravy jsme se do ní jednoduše nemohli vejít. Mnohem rozumnější je postavit si box vlastními silami z materiálu nakoupeného v kamenných či online obchodech poblíž vašeho domova.

Jaká teplota by měla uvnitř boxu být a může napájecí zdroj zůstat uvnitř?

Tady je nutné věci včas uvést na pravou míru. Uvnitř boxu nepotřebujeme mít přehnaně vysoké teploty. Samostatné vyhřívání boxu není potřeba. Samotná 3D tiskárna generuje velké množství tepla a vše, co musíme udělat, je nenechat teplo uniknout. Cílem je mít stabilní teplotu bez průvanu a prudkých změn. Dokonce i pouhých 35 °C uvnitř boxu výrazně pomůže, zlepší se přilnavost vrstev a pravděpodobně se předejde deformaci ABS výtisků.

Zdroj napájení není určen pro práci v extrémně horkém prostředí. Pokud jej necháte zapnutý v teplotách okolo 40-50 °C, můžete mu výrazně zkrátit životnost. V ideálním případě byste měli přesunout zdroj mimo box. Stejně tak můžete ven umístit i LCD obrazovku, což vám umožní tiskárnu ovládat, aniž byste nechali utéct teplý vzduch ven.

2 jednoduché boxy

Fotografický stan – netřeba jakýchkoliv úprav

Box na 3D tiskárnu může být často vyroben z objektu původně vytvořeného pro zcela jiný účel. Tento fotografický stan (ideálně 80×80 cm) pro difuzi světla můžete zakoupit na eBay, Aliexpress nebo Phototools za přibližně 500-700Kč. Stačí do něj umístit tiskárnu a je hotovo. Stan je vyrobený z textilu, je tedy porézní, tudíž nehrozí příliš vysoké interní teploty. Napájecí zdroj tak můžete ponechat uvnitř. Po asi 10 minutách tisku jsme uvnitř naměřili zhruba 38 °C při pokojové teplotě kolem 23 °C – to je výrazné zlepšení. A jako bonus máte fotografický stan pro vaše výtisky 🙂

Ikea Lack – když vám záleží i na vzhledu

Mezi nejpopulárnější volbu 3D tiskařů patří stolek Ikea Lack. Na stránkách s 3D modely pro tisk naleznete desítky různých řešení. Stolek Lack lze zakoupit za 200 Kč, přičemž má téměř ideální rozměry pro Originální tiskarárny Prusa i3. Stolky můžete skládat na sebe, čímž vytvoříte místo nejen pro jednotlivé tiskárny, ale i pro filamenty a nářadí. Přestože některé z existujících návrhů na box jsou docela dobré, rozhodli jsme se vytvořit vlastní řešení, které má celou řadu výhod.

Výhody našeho boxu ze stolku Ikea Lack:

• Napájecí zdroj je umístěn mimo box v držáku, ze kterého jej jednoduše kdykoli vyndáte
• LED osvětlení interiéru připojené k napájecímu zdroji tiskárny
• Panty dvířek integrované přímo v rohových nástavcích
• Dvoukřídlá dvířka
• Jednotlivé stolky mohou být kdykoliv přesunuty

Co budete potřebovat

Základní součásti

• 2-3x Stolek IKEA Lack
• 4x Neodymový magnet 20x6x2 mm
• 3x Plexisklo 440×440 mm, šířka 3mm
• 2x Plexisklo 220×440 mm, šířka 3mm

Elektronika

• Požární detektor
• Digitální teploměr s dvěma senzory (interiér/exteriér)
• 30cm LED pásek s 12/24V napájením dle typu tiskárny
  • 24V pro MK3, 12V pro MK2/S
  • Pokud byste chtěli použít 12V LED pásek v kombinaci s MK3, musíte použít externí napájení
• 100cm kabel s dvěma vodiči
• 2x WAGO 221 nebo podobné malé svorky

Šrouby

• 12x 6×20 mm
• 4x 6×50 mm

Vytištěné části

• Díly pro horní stůl (box pro tiskárnu)
• Díly pro dolní stůl (podpěrný)
• Držáky filamentu

Nářadí

• Křížový šroubovák
• Imbusové klíče
• Vteřinové lepidlo
• Vrtačka + 3mm a 10mm vrtáky na dřevo
• Metr
• Tužka nebo fix

Sestavení boxu (horní stůl)

Montáž horních nástavců

Upevnění nohou

LED pásek

Za zhruba 300 až 400 korun můžete sehnat například tento LED pásek i s 12V adaptérem. Ale jestli máte zkušenosti se zapojováním elektronických součástek, pak můžete zkusit napájet LEDky přímo ze zdroje tiskárny. Nezapomínejte však na to, že mK3 běží na 24 V, zatímco MK2/S na 12 V. Musíte si tudíž koupit správné diody.

Držáky filamentu

Instalace požárního detektoru

Požární hlásič umístěte do zadní části boxu, aby vám nepřekážel například při výměně špulky nebo když budete chtít tiskárnu vyjmout.

Montáž spodních nástavců

Než se pustíte do montáže spodních nástavců, ujistěte se, že jsou plexiskla na svých místech. Jakmile totiž nástavce přišroubujete, zajistíte tím zároveň i plexiskla v kostře boxu. A přesně o to nám jde. Jakmile budou totiž boční skla správně uchycená, budete moci s boxem dle libosti pohybovat, aniž by hrozilo, že prosklené bočnice vypadnou. Ještě upozorňujeme, že jeden z nástavců má v sobě díru, kterou povedeme kabely. Tato část musí být na levé straně, abychom mohli vést kabely přímo k základní desce.

Sestavení spodního stolu

Držák zdroje napájení

Elektronice příliš nesvědčí zvýšené teploty uvnitř boxu. Abychom udrželi zdroj napájení dlouhodobě v dobrém stavu, je lepší ho umístit mimo uzavřenou schránku. I z hlediska bezpečnosti je to lepší řešení.

1. Odpojte tiskárnu ze zásuvky. Odstraňte stahovací pásky a ze svazku kabelů vyčleňte kabely od zdroje. Zbytek kabeláže opět přimontujte k rámu pomocí nových stahovacích pásek
2. Odpojte kabely napájení ze základní desky. Od zdroje vede ještě jeden kabel, který je potřeba odpojit – kroucená černobílá dvoulinka.
3. Odšroubujte zdroj z rámu
4. Přiložte napájecí zdroj k zadní levé noze konstrukce (tam, kde je díl s otvorem pro vedení kabelů). Nejprve přimontujte pomocí dvou šroubů držák zdroje k desce, posléze přimontujte horní úchyt dle obrazového návodu níže.
5. Na místo zdroje na rámu můžete namontovat tento tištěný díl, abyste zachovali původní tuhost rámu

Výztuha rámu a pravúhlý kryt kabelů

Po odebrání zdroje z rámu tiskárny je vhodné jej nahradit tištěným dílem a předejít tak snížení tuhosti rámu. Kabely vyhřívané podložky mohou narážet do plexiskla v zadní části boxu. Tomu můžete předejít výměnou tištěného krytu za alternativní pravoúhlou verzi.

Uchycení záslepek

Přišroubujte spodní záslepky. Jedna z nich má otvor pro vedení kabeláže. Umístěte jej do zadního levého rohu celé konstrukce. Přilepte dva magnety k dveřní zarážce a tu následně přišroubujte k přední části stolu. Nezapomeňte na zhruba 1 cm místa, aby se dala dvířka dobře zavírat.

Hotový box

Nyní už jen postavte stoly na sebe a celá konstrukce je hotová. Pokud chcete, můžete ještě přidat další stolek (nebo stolky), abyste tiskárnu zvedli do ideálně výšky. Vzniklý prostor můžete použít například k odkládání nářadí či příslušenství.

---