3D打印机的塑料外壳是怎样一种体验？

1. 故事

首先我们来说说为什么要做这件事。 简而言之，就是一种情结和放手的想法。 现在我的愿望已经实现了，我可以安心了。 。 。 。 。 。 哈哈。 其实我想从我的经历说起，这有点可笑。 如果您没有兴趣阅读，请忽略下一段。

/* 当我大二的时候，我为了参加学校比赛组装了一架无人机。 只有外壳是我自己用PRO/E设计的，然后用3D打印机打印出来的。 其他电子设备是现成的，包括螺旋桨。 无人机飞了起来，但一轮面试失败了。 虽然有些遗憾，但也在意料之中。 毕竟只是一个外壳，没有什么技术含量。 在这次比赛中，我学到了很多东西。 关键是要接触3D打印机，了解3D打印以前听起来是什么样子。 也正是这次比赛，让我更加渴望对技术的追求，然后我就利用业余时间研究了单片机，从基础的51、Arduino到stm32、esp8266。 虽然只是业余，不熟练，但还是知道一点，至少对一些具体场景的应用有点信心。 所以你可以在我的博客上看到我做的乱七八糟的东西，当然还有一些有趣的东西我由于时间和精力有限而无法展示。 ^_^，扯远了，咱们再说吧。 然后一不小心，我自己买了一台二手3D打印机，用过之后精度还是蛮高的。 然而，无论3D打印机制作的塑料外壳多么完美，我心里始终保留着没有技术含量的刻板印象，里面的电子设备才是作品的灵魂。 然后我们大三刚刚学习了UG加工模块，基本掌握了一些简单零件生成NC代码的方法。 另外，我们看到了国外成功改装3D打印机的先例，尝试的欲望更加强烈。 当然，改造的直接驱动力是能够雕刻PCB覆铜板。 有了电子元件的灵魂加成，作品一定能更上一层楼。 有人可能会问为什么不直接连接呢？ 究其原因，首先是个人审美，其次是预留空间不好计算，而且布线特别容易出现问题。 于是就进入了下面的坑*/

二、前期准备 1、非物质条件

测量3D打印机的打印精度，获取所用3D打印材料的收缩率，基本掌握3D建模软件的使用。 例如：我的主轴支架是使用PRO/E绘制的，使用PLA材质，X、Y轴方向会收缩0.2mm左右，Z轴方向基本不会收缩，所以我用PRO/E建模时预留了空间可以提前预约，防止组装出现问题。

2、物质条件

首先是需要准备的材料和工具

名称 价格

1. 3D打印机一台

2.游标卡尺

3.550直流电主轴

25.8元

4.120W 12V开关电源

29.5元

5. SPDT开关X2，最好带调速器

6. 微型钻架

12.92元

7. 刀具

8.UNO R3 + CNC Shield v3 + A4988驱动程序X4

33.22元

9.4pin杜邦头/XH2.54段电机引出线X3

4.5元

10. 螺丝、螺母若干

本次改装费用约110元，其他辅助材料因之前留下，不包含在内。 我用钻头改装了序列号7的工具。 后来查了相关资料，发现钻头没有侧刃，就别省钱买铣刀了。 记得给序列号8的原厂控制器至少买4个跳线帽，因为如果不接跳线帽，默认是全细分，全细分模式下脉冲数太少会造成跳步电抖动。 这种很不友好的抖动噪音估计就是“人与人相爱，花见花开”，O(∩_∩)O哈哈~。 这主要体现在X轴和Y轴上，这将在下面讨论。

3、可能出现的问题

我能想到的你可能有以下两个问题：

1、为什么不利用3D打印机现有的硬件资源刷新固件来实现同样的功能，并且节省购买序列号8的成本？

答：首先是风险问题。 由于没有厂家提供的固件作为保证，贸然刷新固件可能会导致3D打印机无法恢复。 其次，没有电路原理图，还原起来就更困难了。 如果你有制造商的固件，你可以随心所欲地制作它，但最坏的情况是你可以将其闪回。

那么，我的想法是，改装雕刻机时，只需更换机头，重新插入三个步进电机的电线即可，简单方便。

2. 3D打印机已配备12V电源。 再买一个序列号4的开关电源不是浪费吗？

答：首先说一下我的两款电源的使用情况。 原来的12V电源用于驱动步进电机，新购买的12V电源给主轴供电。 第一个原因是原电源的功率不足，第二个是主轴和驱动器共用一个电源容易产生干扰。

3、刷入固件并修改参数（1）刷入固件

1.电脑需要安装CH340驱动，百度就不详细介绍了

2.下载固件和下载器XLoader，如果你懒得找，可以用我现在用的那个

关联：

提取码：ghzz

固件是 .hex 文件

通过提供的 USB 电缆将 UNO R3 连接到计算机。

解压XLoader.zip，打开XLoader.exe

上面红框是hex文件的地址，下面红框是电脑设备管理器端口中的实际值，可能是COM3、COM2等（如果没有COM值的话）设备管理器中的端口，可能是UNO R3没有连接电脑，或者CH340驱动没有安装成功），其他设置与上图一致，然后点击上传，显示已上传底部出现，说明下载成功。

(2)修改参数

下载雕刻机上位机控制软件：grbl控制器

安装后选择对应的com口，如果使用我提供的固件，波特率为9600

点击打开

左下空白处将恢复雕刻机当前设置的默认值

需要修改的值：

$0 = 40 X轴移动1mm所需的脉冲数

$1 = 40 Y轴移动1mm需要的脉冲数

$2 = 200 Z轴移动1mm所需的脉冲数

脉冲数计算方法： 1、同步带传动

步进电机的步距角为1.8°，转一圈360°所需的脉冲数为360 / 1.8 = 200；

同步齿轮的齿距为2mm，共有20个齿。 一转为2*20=40mm；

移动 1mm 所需的脉冲数 200 / 40 = 5

但是：脉冲太少很容易导致步进电机振动，这就是为什么需要购买跳线帽。 如果将驱动器设置为1/8细分，电机基本不会振动，测试非常顺利。

O(∩_∩)O哈哈~！

因为我的X轴和Y轴是同步带驱动的，而且M0和M1都短接，所以脉冲数是5/1/8=40。

注：步距角、同步齿轮节距、齿数需要根据自己的实际情况确定。

2. 螺杆传动

步进电机的步距角为1.8°，转一圈360°所需的脉冲数为360 / 1.8 = 200；

节距为1mm，移动1mm所需的脉冲数为200 / 1 = 200

我的3D打印机的Z轴是由螺杆驱动的，就是上面的参数，所以$2=200。如果Z轴脉冲数足够大，就不需要使用细分。 细分有一个缺点，速度会变慢。

注意：步距角和节距需要根据自己的实际情况确定。

4. 测量数据，设计并打印主轴支架 1. 测量

拆开3D打印机喷嘴，测量定点数据。 我更习惯边测量边画图。

2. 设计

设计时要充分考虑，留有适当的间隙，为干涉结构让路。

3.打印

重新安装 3D 打印机，重新调平，然后开始打印。 当然，如果你有钱，拥有2台以上3D打印机，拆装可以忽略，O(∩_∩)O哈哈~。

五、电路、测试、最终处理 1.主轴电路

该电路可以实现电机的正反转，即可以实现顺铣和逆铣

原本打算在输出端串联或并联一个滑动变阻器来调节速度，但滑动变阻器的额定电流太小，所以被牺牲了。 开关电源中间的孔是为滑动变阻器预留的位置，现在留在中间比较尴尬。

2、控制电路

拆开3D打印机喷头，安装主轴，连接X、Y、Z轴电机线，指向控制板并连接电脑。

3. 测试

先不要开主轴，扎笔测试下一个位置

画完第一幅作品后，轨迹深度不同的原因主要是笔的装订不可靠，其次是平台不平整，但X、Y轴的位置精度满足要求。

4. 木材加工

5、现有问题：

主轴刚度较低。 另外，由于钻头改为铣刀，轨迹遇到树节时也会出现问题。 这就是为什么下面的4个字符必须刻在两块板上，因为没有这种尺寸的无结板。 上图的成功率只有下图的一半。

6、表面发黑的原因：

下图中的烧焦痕迹不是刻出来的。 由于雕刻后有很多毛刺，为了方便去除毛刺，我想到了用打火机烧一下，但是表面也被烤黑了，^_^。

6. 后续行动

可能需要很长时间才能跟进。 如果我有的话，我会买一把好工具，把PCB覆铜板和木头的雕刻效果展示给大家。 现在我就讲到这里。

未完待续。 。 。 。 。 。