📌 این سری در دو بخش است
- بخش ۱/۲ (همین پست): اسکلت چوبی، جداکردن قطعات پرینتر، مونتاژ محورهای X/Y/Z
- بخش ۲/۲: الکترونیک، سیم‌کشی، هات‌اند، فریمور Marlin، کالیبراسیون و چاپ اول
پرینتر سه‌بعدی چیست و چرا می‌توانیم آن را خودمان بسازیم؟
پرینتر سه‌بعدی دستگاهی است که یک رشته پلاستیک (فیلامنت) را ذوب می‌کند و لایه به لایه روی هم می‌گذارد تا یک جسم جامد بسازد. این فناوری که به اختصار FDM (Fused Deposition Modeling) نامیده می‌شود در اصل فقط به سه چیز نیاز دارد: یک مکانیزم حرکتی دقیق در سه محور (X، Y، Z)، یک هات‌اند برای ذوب پلاستیک، و یک کنترلر برای هماهنگ کردن همه چیز.
جالب اینجاست که یک پرینتر جوهرافشان یا لیزری قدیمی درست همان سه چیز اول را دارد! موتورهای پله‌ای دقیق، ریل‌های خطی صاف، تسمه‌های کشویی، و چرخ‌دنده‌های کوچک که دقیقاً برای حرکت خطی ساخته شده‌اند. ما فقط باید آن‌ها را جمع‌آوری کنیم، یک اسکلت چوبی ارزان بسازیم، و تبدیل‌شان کنیم به یک ماشین چاپ سه‌بعدی واقعی.
موتور پله‌ای (Stepper Motor) نوعی موتور است که به جای چرخش پیوسته، هر بار یک «قدم» دقیق می‌زند — معمولاً 1.8 درجه در هر قدم، یعنی 200 قدم برای یک دور کامل. همین دقیق بودن است که باعث می‌شود پرینترهای سه‌بعدی بتوانند با دقت 0.1mm چاپ کنند. پرینترهای جوهرافشان از همین موتورها برای حرکت کارتریج استفاده می‌کنند — ما آن را دوباره استفاده خواهیم کرد.
🛠️ کارت پروژه
| چه می‌سازیم؟ | پرینتر سه‌بعدی FDM با اسکلت چوبی، ابعاد چاپ ۱۰۰×۱۰۰×۱۰۰mm |
| زمان مکانیک | ۸–۱۲ ساعت (دو آخر هفته) |
| سطح مهارت | متوسط — نیاز به اره، درل، و صبر داری |
| بودجه مکانیک | ~۵۰۰ هزار تومان (بیشتر قطعات از پرینتر اسکرپ) |
| منبع قطعات | پرینتر جوهرافشان یا لیزری خراب + تخته سه‌لا ۱۸mm |
قطعاتی که باید از پرینتر خراب جدا کنی
جدول: چه چیزی از کدام پرینتر بگیریم؟
| قطعه | جوهرافشان معمولی | پرینتر لیزری قدیمی | کاربرد در پرینتر سه‌بعدی |
|---|---|---|---|
| موتور پله‌ای X | ✅ بایپولار ۴سیم (معمولاً) | ✅ بایپولار قوی‌تر | محور X یا Y |
| موتور پله‌ای Y | ⚠️ اغلب یونی‌پولار ۵/۶سیم | ✅ بایپولار | می‌توان ۴سیم آن را استفاده کرد |
| ریل خطی استیل | ✅ ۲ عدد ۶–۸mm | ✅ ۲–۴ عدد | محور X و Y |
| تسمه + پولی | ✅ گام ~۲mm | ⚠️ بعضاً دندانه‌دار | انتقال حرکت X/Y |
| پیچ سربی (Lead Screw) | ❌ ندارد | ✅ M5 یا M8 | محور Z (ضروری) |
| بلبرینگ / بوش | ✅ چند عدد | ✅ بیشتر | لغزنده‌های محور |
| منبع تغذیه | ⚠️ اغلب ۳۲V/۵V کم‌آمپر | ✅ ۲۴V / ۵A+ | برق کل سیستم |
| اسکنر نوری (endstop) | ✅ اینفرارد یا مکانیکی | ✅ مکانیکی | Endstop هر محور |
شناسایی سیم‌های موتور پله‌ای
یونی‌پولار (۵ یا ۶ سیم) را می‌توان بایپولار کرد: با اهم‌متر سیم مشترک (COM) را پیدا کنید — سیمی که با هر سیم دیگری اتصال دارد. آن را کنار بگذارید و ۴ سیم باقی‌مانده را به صورت ۲ کویل جداگانه استفاده کنید.
| نوع موتور | تشخیص | اندازه‌گیری با اهم‌متر | اتصال به درایور A4988 |
|---|---|---|---|
| بایپولار ۴سیم | ۴ رنگ مستقل | ۲ جفت ~۱۵–۵۰Ω | مستقیم: 1A,1B و 2A,2B |
| یونی‌پولار ۵سیم | یک سیم COM مشترک | COM با همه ~۱۵Ω، بین جفت‌ها ~۳۰Ω | COM را جدا کن، ۴ سیم باقی را وصل کن |
| یونی‌پولار ۶سیم | ۲ سیم COM جداگانه | هر COM با ۲ سیم ~۱۵Ω | هر ۲ COM را آزاد بگذار |
BOM کامل — قطعات خریدنی (آنچه از پرینتر نداری)
| قطعه | مشخصات | تعداد | قیمت تقریبی |
|---|---|---|---|
| تخته سه‌لا ۱۸mm | ۶۰×۶۰ سانتی‌متر | ۲ ورق | ~۱۵۰ هزار تومان |
| پیچ و مهره M3/M4/M5 | ست کامل | ۱ ست | ~۵۰ هزار تومان |
| Lead Screw T8 | ۳۰cm + مهره برنزی | ۱ | ~۱۲۰ هزار تومان |
| Linear Bearing LM8UU | برای ریل ۸mm | ۶ | ~۶۰ هزار تومان |
| GT2 Belt + Pulley ۲۰T | اگر تسمه پرینتر خوب نبود | ۲ متر + ۲ پولی | ~۸۰ هزار تومان |
| کوپلینگ ۵به۸mm | برای اتصال موتور Z به Lead Screw | ۱ | ~۳۰ هزار تومان |
| صفحه شیشه ۱۵۰×۱۵۰mm | بستر چاپ (Print Bed) | ۱ | ~۴۰ هزار تومان |
| فنر ۱۵mm | برای leveling بستر چاپ | ۴ | ~۲۰ هزار تومان |
| چسب حرارتی + اپوکسی | برای تثبیت قطعات | – | ~۳۰ هزار تومان |
| جمع قطعات خریدنی | ~۵۸۰ هزار تومان |
ابزارهای مورد نیاز
| ابزار | استفاده | جایگزین |
|---|---|---|
| اره دستی یا جیگ‌سا | برش تخته‌سه‌لا | از نجاری محل بخواه برش بدهد |
| درل + مته ۳/۴/۸mm | سوراخ ریل، پیچ‌ها | ضروری — ۱۵۰ هزار تومان |
| آچار آلن ۲/۳mm | پیچ‌های M3/M4 | – |
| اهم‌متر / مولتی‌متر | شناسایی سیم موتور | ضروری |
| سندپیپر ۱۲۰ و ۲۴۰ | صافکاری لبه‌های چوب | – |
| تفنگ چسب حرارتی | تثبیت موقت | – |
مرحله ۱: جداسازی پرینتر — آنچه نباید از دست بدهی
- همه پیچ‌های پشت و زیر شاسی را باز کن (معمولاً T10 یا PH2).
- درپوش‌های پلاستیکی را جدا کن — معمولاً با فشار snap-fit بسته شده‌اند.
- محور X (کارتریج): ریل استیل افقی + تسمه + موتور پله‌ای کوچک را با دقت باز کن. سیم‌ها را با چسب برچسب‌گذاری کن.
- محور Y (کاغذ): غلتک لاستیکی را جدا کن، موتور را باز کن. اگر Lead Screw داشت، نگهش دار.
- اندازه دقیق ریل‌ها را ثبت کن: قطر (۶، ۸ یا ۱۰mm) و طول.
- منبع تغذیه داخلی را با اندازه‌گیری ولتاژ روشن شناسایی کن.
- Endstopها (سوئیچ‌های قطع مکانیکی یا نوری) را باز کن.
مرحله ۲: برش و آماده‌سازی اسکلت چوبی
مرحله ۳: مونتاژ محور Z
محور Z ستون فقرات پرینتر است — باید کاملاً عمودی باشد.
- بک‌پنل را عمودی روی صفحه کف ببند — از ۴ پیچ M4×30 + گوشه‌های L-Bracket چوبی استفاده کن.
- دو ریل ۸mm عمودی را در دو طرف بک‌پنل نصب کن — فاصله دقیقاً ۱۵۰mm از هم. با ترازیاب (یا اپ گوشی) عمود بودن را بررسی کن.
- Lead Screw T8 را وسط بین دو ریل، با بلبرینگ پایین و کوپلینگ بالا نصب کن.
- بستر چاپ (صفحه چوبی ۱۶۰mm) را با LM8UU روی ریل‌ها سوار کن.
- مهره برنزی T8 را زیر بستر چاپ با اپوکسی ببند.
- موتور Z را در بالای بک‌پنل نصب کن — محور موتور از طریق کوپلینگ به Lead Screw وصل می‌شود.
- فنرهای ۱۵mm را در ۴ گوشه بستر چاپ بگذار (برای تنظیم تراز).
مرحله ۴: مونتاژ محور X (کارتریج هات‌اند)
- دو ریل افقی ۸mm را موازی روی X-Carriage نصب کن — این ریل‌ها همراه با Z بالا و پایین می‌روند.
- براکت هات‌اند را با ۲ عدد LM8UU روی ریل‌های X سوار کن.
- موتور X را در انتهای راست ریل X نصب کن، پولی GT2 را روی محور موتور ببند.
- یک idler bearing (بلبرینگ آزاد) در انتهای چپ نصب کن.
- تسمه GT2 را از موتور دور idler برگردان و به براکت هات‌اند ببند — کشش باید مثل تار گیتار باشد.
مرحله ۵: مونتاژ محور Y (بستر چاپ متحرک)
در این طراحی ساده، بستر چاپ در راستای Y حرکت می‌کند:
- دو ریل افقی ۸mm را در کف دستگاه به صورت موازی نصب کن — طول ۲۵۰mm.
- صفحه Y (حامل بستر شیشه) را با ۴ LM8UU روی ریل‌ها سوار کن.
- موتور Y را در انتهای عقب نصب کن، مثل X تسمه‌کشی کن.
- صفحه شیشه را روی صفحه Y بگذار و با ۴ کلیپس فلزی ثابت کن.
چک‌لیست مکانیکی قبل از رفتن به الکترونیک
| تست | روش بررسی | وضعیت |
|---|---|---|
| ریل Z کاملاً عمودی است | ترازیاب روی ریل بگذار | ⬜ تأیید |
| بستر Z با دست آزادانه حرکت می‌کند | بدون موتور دستی هل بده | ⬜ تأیید |
| X-Carriage بدون لقی می‌لغزد | بدون موتور دستی حرکت بده | ⬜ تأیید |
| تسمه‌های X و Y کشیده هستند | انگشت بزن — باید صدا بدهد | ⬜ تأیید |
| Lead Screw بدون لرزش می‌چرخد | با دست بچرخان | ⬜ تأیید |
| Endstopها در جای درست نصب شده‌اند | فشار مکانیکی آن‌ها را تست کن | ⬜ تأیید |
| هیچ پیچ شل یا قطعه آزادی نیست | تکان بده — صدا نباید باشد | ⬜ تأیید |