3D打印機（Prusa I2）DIY經驗分享（Part I）
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2015年我大二，組裝了一臺3D打印機，現在基本能夠工作了。回想之前，走了不少彎路。現在也希望把經驗分享給朋友們！
一、概覽
RepRap是一個三維打印機原型機（或3D打印機），它具有一定程度的自我複製能力，能夠打印出大部分其自身的（塑料）組件。RepRap是（replicating rapid prototyper）的縮寫。這原型機從軟件到硬件各種資料都是免費和開源的，都在自由軟件協議GNU通用公共許可證GPL之下發布。（感謝Reprap開源社區，Reprap詳情：http://baike.baidu.com/link?url=5s4x160CndMcqHsPj9PwyzPxWSZVs8--Ganxws7RAlKTO0E0_-fMhEMwCSmqPuO-XfFuDfyEWXpJOdSM1EmnHa ；Reprap社區網址：http://reprap.org/）
Reprap第一代是這樣的。。。
第二代是孟德爾：
當然現在也有比較高大上的第三代Prusa i3：
然而我做的是這樣的。。。
二、材料準備 （原諒我盜圖。。。）
1、 五金件
（1）棒料
M8螺桿：
- 20mm*1
- 50mm*1
- 380mm*6
- 450mm*3
∅8鐵（鋼）棒（滑桿導軌）：
- 350mm*2
- 405mm*2
- 420mm*2
（2）緊固件
螺母：
- M8*100
- M3*100
墊片：
- M8*100
- M3*100
螺釘（內六角）：
- M3X10*50
- M3X20*50
- M3X40*20
（3）軸承（孔徑8mm）
直線軸承：
- L8UU*12
滾動軸承
- 608ZZ*10
（4）同步帶&輪（要記得同步輪同步帶類型以及齒數）
同步輪
- 2GT/S2M 同步輪*2 （齒數<6）
同步帶
- 2GT/S2M 同步帶*2m
（5）其他
- 壓力彈簧*8
- 5mm*8mm 彈性聯軸器 *2
- M8絞絲螺釘*1
2、非標準件
- Prusa Mendel i2 打印件*1
3、機電類
（1）控制板
- Arduino Mega 2560 *1
- Ramps 1.4 *1
- A4988步進電機驅動模塊*4
（2）電機
- 42步進電機*5
（3）加熱
- j-head加熱頭*1（只要是加熱頭就行了，建議額外準備一個散熱電扇）
（4）加熱牀
- 220mmX220mm鋁合金底板*1
- PCB加熱板x1
- 200mmX200mm硼硅玻璃板x1
（5）電源
- 12V,>=30A
（6）其他
- 1K熱敏電阻x2
- 輕觸開關*6（最少3個）（兩種都可以）
- 杜邦線&導線若干
- 尼龍紮帶若干
4、工具
- 內六角扳手
- 扳手
- 遊標尺（可以用鋼尺代替）
- 水平儀（可以用手機代替）
5、耗材
高溫膠帶
- 50mm寬*1
- 10mm寬*1
打印耗材（abs或pla）∅3或∅1.75（要記清）
6、其他（儘量準備一些）
- 十字起
- 平口起
- 電烙鐵
- 松香
- 焊錫
- 電烙鐵支架
- 高溫海綿
- 高壓膠布
- 老虎鉗
- 剪刀
終於把材料準備完了，接下來就是組裝了！
三、組裝打印機框架（感謝：成功吧陳工的博客 http://blog.sina.com.cn/fredyota ）
1、 安裝兩側三腳架
1.1拿一根370mm螺紋杆，按下圖順序從左到右裝配：左邊（M8螺母 - M8墊圈 - 金屬框架鏈接腳架 - M8墊圈 - M8螺母），中間（M8螺母 - M8墊圈 - 螺桿夾 - M8墊圈 - M8螺母），右邊（M8螺母 - M8墊圈 - 金屬框架鏈接腳架 - M8墊圈 - M8螺母）。最後保證兩個金屬框架鏈接腳架之間的距離是290mm（從左腳架最右端到右腳架最左端），並且螺桿兩端伸出長度相等。此時可以不必旋緊所有螺母，因爲待會還要調節。
看似很多，其實只要記住任何塑料件需要固定位置的，兩頭都得放螺母，爲了保護塑料件不被螺母壓壞，中間都得放個墊圈。另外如果覺得塑料件上的8mm孔太緊，螺桿進不去的話，就要派上圓銼了，將孔鏜大到螺桿可以自由進出的程度（如下圖）。
圖片
1.2 再取兩根370mm螺桿按圖示裝在左右金屬框架鏈接腳架上，從下往上是：下方（M8螺母 - M8墊圈 - 鏈接腳架 - M8墊圈 - M8螺母），上方（M8螺母 - M8墊圈）。兩側裝配方式相同。
1.3 取一個金屬框架鏈接架（非腳架），按圖示裝配上去，兩頭分別用一個M8墊圈和M8螺母固定。此時確保三邊塑料件距離都分別爲290mm。之後擰緊所有外部螺母。
1.4 重複以上步驟再做個一模一樣的三角框架。
2.安裝前後螺紋杆
2.1 先是前螺紋杆。取2根294mm螺紋杆，1個Y軸支架，2個螺桿夾，1對608軸承套，1個608軸承，開始按下圖方式組裝。下方從左到右：左邊（M8墊圈 - M8螺母），中間（M8螺母 - M8墊圈 - Y軸支架 - M8墊圈 - M8螺母），右邊（M8螺母 - M8墊圈）。上方從左到右：左邊（M8墊圈 - M8螺母 - M8螺母 - M8墊圈 - 螺桿夾 - M8墊圈 - M8螺母），中間（M8螺母 - M8墊圈 - Y軸支架 - M8墊圈 - M8螺母【可選】 - M8墊圈 - 裝在1對608軸承套裏的608軸承 - M8墊圈 - M8螺母），右邊（M8螺母 - M8墊圈 - 螺桿夾 - M8墊圈 - M8螺母 - M8螺母 - M8墊圈）。同之前一樣，暫時不要擰緊所有螺母。保證Y軸支架在大約中間的位置即可。
注意上面的紅字部分，爲什麼那顆M8螺母可選？原因在下面這張圖，你需要確保步進電機的軸足夠長，在安裝了皮帶輪後，皮帶輪能夠和608軸承處在同一平面上，因爲皮帶將從這個軸承這裏經過。如果電機的軸不夠長或者太長，你需要通過改變紅字部分的配置來獲得一樣的長度，例如螺母換成1個墊圈、2個墊圈甚至更多螺母等等。這裏一定要把電機拿出來試一下。
2.2 現在可以把一個三角架安裝上去了，注意讓Y軸支架安裝電機的部分朝向外面。同樣分別用1個M8墊圈和1個M8螺母固定螺桿伸出部分。
2.3 現在開始後螺紋杆。再取2根294mm螺紋杆，按下圖所示方式安裝。上杆從左到右：左邊（M8墊圈 - M8螺母 - M8螺母 - M8墊圈 - 螺桿夾 - M8墊圈 - M8螺母），中間（M8螺母 - M8墊圈 - 裝在1對608軸承套裏的608軸承 - M8墊圈 - M8螺母），右邊（M8螺母 - M8墊圈 - 螺桿夾 - M8墊圈 - M8螺母 - M8螺母 - M8墊圈）。下杆從左到右：左邊（M8墊圈 - M8螺母），右邊（M8螺母 - M8墊圈）。
2.4 將後螺紋杆也裝上之前的那一側三角架，然後將另一側三角架一起套在這4根前/後螺紋杆上。所有塑料外側部分用M8墊圈和M8螺母固定。現在這個結構應該可以自己站住了，但是上方還會比較鬆，待會再解決。
3.安裝頂部和底部螺紋杆
3.1 取兩根440mm螺紋杆，從頂部左右兩個鏈接架中穿過去，確保兩側突出部分長度相等。然後按下圖所示在塑料件兩側用M8墊圈和螺母固定，暫時不用太緊。
3.2 在兩側外部分別套上Z軸電機托架，注意有凹孔的那邊朝外。從裏到外（M8墊圈 - Z軸電機托架 - M8墊圈 - M8螺母）。此時這個結構應該比較穩固了，但擰緊所有螺母之前需要確保尺寸正確。
3.4 現在是底部螺紋杆。確保兩側三角架底部中間的螺桿夾都大致處於中間位置。然後將1根440mm螺紋杆穿過兩個螺桿夾，兩側突出部分長度相等，如下圖所示。並在兩側分別安裝螺桿夾，從裏到外（M8螺母 - M8墊圈 - 螺桿夾 - M8墊圈 - M8螺母）。這兩個螺桿夾都是水平朝向，注意Z軸光桿將會從這個夾孔中往上進入到剛纔Z軸電機托架的凹槽處，所以需保證凹槽和這個夾孔在同一垂直面上——完美垂直（可以使用吊錘線）。
4. Y軸安裝
4.1拿出鋁合金底板備用。
4.2取兩根405mm光桿，分別套上兩隻LM8UU線性軸承，如圖穿到前後螺紋杆上的螺桿夾上。調節左右螺桿夾的距離，使它們相隔140mm，同時距離兩側鏈接腳架相等長度。前後四個螺桿夾位置都調節好以後，擰緊所有螺桿夾兩側的螺釘。將每根光桿上兩個線性軸承的距離（中心到中心）調至相距120mm，然後放上Y軸軸承套。
4.3將下板放置於四個軸承上，回頭我們需要用8只M3x20螺釘將4只Y軸軸承套固定在下板上。(後來我發現不用螺釘，用紮帶的話可以將下板、Y軸軸承套和LM8UU軸承全部綁緊在一起，是最佳方案）。（博主用的是木板，我用的是鋁合金板）
4.4用2只小M3螺桿將皮帶輪固定在電機軸上。如果皮帶輪和前螺紋杆上的608軸承按照我之前說的方法對齊以後，現在就可以用3只M3x10螺釘將Y軸電機固定在Y軸支架上了。
4.5 將一條840mm的GT2傳動皮帶穿過電機皮帶輪，前後螺紋杆上的608軸承，然後兩端返回到下板中心，齒條朝下。調整皮帶張緊度到適中——不會打滑也不會太緊導致難以轉動。之後用2只皮帶夾、4只M3螺釘、8只M3墊圈和4只M3螺母固定在板上。如下圖。
4.6 最後效果應該是下圖這個樣子。嘗試轉動電機上的皮帶輪，應該能夠使整塊下板前後自由運動。但是我發現LM8UU軸承同Y軸軸承套之間結合的不是太緊密，一開始想用膠水。但現在在想如果取消螺釘，用紮帶直接從軸承下方穿過，伸出下板後在上方紮起來，不就可以將下板、軸承套和軸承一起固定了嘛？還省去膠水的麻煩了。後面打算換成這種方案。
5.X軸安裝
5.1將X軸托架和X軸電機托架六角筒底面打通一個8mm的孔。
5.2將X軸托架側面的孔鏜大到8mm。
5.3將兩根420mm光桿如圖穿過X軸電機托架（左）和X軸托架（右），前面的杆上套1只LM8UU線性軸承，後面的杆套上2只LM8UU線性軸承。這樣後面可以將X軸滑動托架安在LM8UU軸承上。
5.4 最後在右邊的X軸托架上按照從外到內的順序在M8x50mm的螺桿上裝上M8螺母，M8墊圈，1對608軸承套，608滾動軸承，M8墊圈，M8螺母。如圖。
6. Z軸安裝
6.1首先把水平儀放在金屬框架最上面的兩根螺桿，保證它們都是水平的。如果稍有不平，墊高金屬框架的腳架直到水平。
6.2用垂線測量Z軸電機托架朝外的凹口與底部中心螺紋杆兩側的螺桿夾中心是否位於一個垂直平面內。如果不是，調節螺桿夾位置。
6.3定位好螺桿夾後，將350mm光桿上端用光桿夾和M8x20mm螺釘、M3螺母和M3墊圈固定，中間套入2只LM8UU線性軸承，下端穿過螺桿夾。
6.4另一側也按照上面的方法裝好350mm光桿。將X軸托架和X軸電機托架兩端對齊Z軸光桿上的LM8UU軸承，用紮帶綁好4個軸承後，達到如圖的效果。
6.5在X軸托架和X軸電機托架六角筒的底部分別用膠水粘上2只M8螺母。
6.6用1對軸聯接器和M8螺母、M8墊圈、M8x20mm螺釘將210mm螺紋杆固定緊，注意軸連接器的軸孔有寬的一端和窄的一端，寬的是用來固定螺紋杆的，窄的是用來固定電機軸的。做兩根一樣的出來。（我用的是彈性聯軸器）
6.7最後軸向下安裝到Z軸電機托架裏，可以不用固定。因爲如果210mm垂直方向的螺紋杆不是特別垂直的話，電機固定住了反而會增大摩擦力。
6.8按下圖方式將210mm螺紋杆下端轉入六角筒的M8螺母內，上面固定電機軸。兩側都這樣安好，注意要尤其保證左邊的軸聯接器連接電機的強度，因爲這個下面會掛很重的X軸電機托架。
6.9轉動一側的軸聯接器，直到X軸前後兩根光桿都達到水平，如圖。
6.10將X軸電機裝到X軸電機托架上，電機軸朝前面，調節電機軸上的皮帶輪位置使之與右邊X軸托架的608軸承套處於同一垂直平面上。這樣，Z軸安裝就完成了。
7.韋德擠出噴頭
7.1首先又是鏜孔。確保塑料件上孔的尺寸要略大於熱端尾部的尺寸，但不能太大，能剛好配合就可以。可能要用到刻刀、矬子。
- 要求能達到這樣:
7.2 將熱端從塑料件上取下，卡在安裝板裏，放在一旁待用。像這樣：
7.3如圖將兩個608滾動軸承安裝在塑料件上，如果塑料件尺寸好的話很容易就可以固定了，如果不行又得自己加工。
7.4用一個M8x20螺桿將另外一個608軸承安裝在小一點的塑料件上，這是壓緊塑料線用的的怠輪。
7.5用M3x40螺釘和螺母及墊圈將兩部分裝在一起。從現在開始我不再詳細說明五金件的數量和裝配順序，一是因爲之後的安裝過程不如前面框架部分複雜，用到的五金件沒那麼多了，二是如果之前一直動手組裝的話現在應該也都有經驗了，只要遵循一些最基本的原則就可以。
7.6拿一隻用於擠出噴頭的步進電機，如果你買的5個電機不是同一個型號的話，這一隻應該是扭矩最大的那隻。賽一個M3螺母到小齒輪底面的孔裏。然後用M3螺桿從側面將這個小齒輪固定到步進電機的軸上。
7.7將步進電機連同小齒輪一起安裝在塑料支架上，用3個M3x10螺釘固定。然後將大齒輪套過M8滾銑螺釘，加上適當數量的M8墊圈（具體參考第1.8步），穿過塑料支架。
7.8大齒輪中套過的M8滾銑螺釘，要保證中間滾銑的部位能和怠輪對齊，這裏是塑料線通過的地方。要達到這個目的，就得通過M8墊圈的數量來調節。
對齊之後，M8滾銑螺釘的尾部再用M8螺釘固定一個墊圈。後面我還加了尼龍鎖緊螺母，圖中沒有顯示。再在塑料件左邊長方形的兩隻孔中分別塞入一個M3螺母（必要時鏜孔），再用兩隻M3x40螺釘從右端伸進去將怠輪和塑料支架固定在一起。這個連接將來每當需要更換塑料線時都需要拆卸。這樣冷端就完成了。
7.9最後將之前第2步完成的熱端連同安裝板一起用M3x20螺釘固定在冷端上，如圖。確保M8滾銑螺釘的六角形頭部和大齒輪的形狀貼合完美，無論順時針逆時針轉動都不會有空位移，這是擠出成功與否的關鍵，必要時可用萬能膠粘死。至此韋德擠出噴頭安裝完成。
8.X軸滑動托架
8.1用四隻M3x20螺釘和螺母及墊圈將2只皮帶夾固定在X軸滑動托架上，皮帶夾應該朝向打印機後方。
8.2使用紮帶固定X軸滑動托架和X軸上的三個LM8UU滑動軸承。其實Prusa Mendel 2代的設計就是推薦使用紮帶而不是膠水的，看見實物的話你會發現有紮帶的卡口。
8.3接下來將一根900mm的皮帶按下圖所示穿過X軸電機和右邊的608軸承，並固定在X軸滑動托架的皮帶夾下，注意齒口的朝向。皮帶要足夠張緊，否則X軸電機的轉動不能精確轉化爲X軸滑動托架的位移，你的精確性就有問題了。但不能太緊，以至於超過X軸步進電機的扭矩能力，這樣會導致步進電機驅動芯片過熱。
