3D打印机（Prusa I2）DIY经验分享（Part I）
原文链接（QQ空间）： https://user.qzone.qq.com/582760538/blog/1454561805
2015年我大二，组装了一台3D打印机，现在基本能够工作了。回想之前，走了不少弯路。现在也希望把经验分享给朋友们！
一、概览
RepRap是一个三维打印机原型机（或3D打印机），它具有一定程度的自我复制能力，能够打印出大部分其自身的（塑料）组件。RepRap是（replicating rapid prototyper）的缩写。这原型机从软件到硬件各种资料都是免费和开源的，都在自由软件协议GNU通用公共许可证GPL之下发布。（感谢Reprap开源社区，Reprap详情：http://baike.baidu.com/link?url=5s4x160CndMcqHsPj9PwyzPxWSZVs8--Ganxws7RAlKTO0E0_-fMhEMwCSmqPuO-XfFuDfyEWXpJOdSM1EmnHa ；Reprap社区网址：http://reprap.org/）
Reprap第一代是这样的。。。
第二代是孟德尔：
当然现在也有比较高大上的第三代Prusa i3：
然而我做的是这样的。。。
二、材料准备 （原谅我盗图。。。）
1、 五金件
（1）棒料
M8螺杆：
- 20mm*1
- 50mm*1
- 380mm*6
- 450mm*3
∅8铁（钢）棒（滑杆导轨）：
- 350mm*2
- 405mm*2
- 420mm*2
（2）紧固件
螺母：
- M8*100
- M3*100
垫片：
- M8*100
- M3*100
螺钉（内六角）：
- M3X10*50
- M3X20*50
- M3X40*20
（3）轴承（孔径8mm）
直线轴承：
- L8UU*12
滚动轴承
- 608ZZ*10
（4）同步带&轮（要记得同步轮同步带类型以及齿数）
同步轮
- 2GT/S2M 同步轮*2 （齿数<6）
同步带
- 2GT/S2M 同步带*2m
（5）其他
- 压力弹簧*8
- 5mm*8mm 弹性联轴器 *2
- M8绞丝螺钉*1
2、非标准件
- Prusa Mendel i2 打印件*1
3、机电类
（1）控制板
- Arduino Mega 2560 *1
- Ramps 1.4 *1
- A4988步进电机驱动模块*4
（2）电机
- 42步进电机*5
（3）加热
- j-head加热头*1（只要是加热头就行了，建议额外准备一个散热电扇）
（4）加热床
- 220mmX220mm铝合金底板*1
- PCB加热板x1
- 200mmX200mm硼硅玻璃板x1
（5）电源
- 12V,>=30A
（6）其他
- 1K热敏电阻x2
- 轻触开关*6（最少3个）（两种都可以）
- 杜邦线&导线若干
- 尼龙扎带若干
4、工具
- 内六角扳手
- 扳手
- 游标尺（可以用钢尺代替）
- 水平仪（可以用手机代替）
5、耗材
高温胶带
- 50mm宽*1
- 10mm宽*1
打印耗材（abs或pla）∅3或∅1.75（要记清）
6、其他（尽量准备一些）
- 十字起
- 平口起
- 电烙铁
- 松香
- 焊锡
- 电烙铁支架
- 高温海绵
- 高压胶布
- 老虎钳
- 剪刀
终于把材料准备完了，接下来就是组装了！
三、组装打印机框架（感谢：成功吧陈工的博客 http://blog.sina.com.cn/fredyota ）
1、 安装两侧三脚架
1.1拿一根370mm螺纹杆，按下图顺序从左到右装配：左边（M8螺母 - M8垫圈 - 金属框架链接脚架 - M8垫圈 - M8螺母），中间（M8螺母 - M8垫圈 - 螺杆夹 - M8垫圈 - M8螺母），右边（M8螺母 - M8垫圈 - 金属框架链接脚架 - M8垫圈 - M8螺母）。最后保证两个金属框架链接脚架之间的距离是290mm（从左脚架最右端到右脚架最左端），并且螺杆两端伸出长度相等。此时可以不必旋紧所有螺母，因为待会还要调节。
看似很多，其实只要记住任何塑料件需要固定位置的，两头都得放螺母，为了保护塑料件不被螺母压坏，中间都得放个垫圈。另外如果觉得塑料件上的8mm孔太紧，螺杆进不去的话，就要派上圆锉了，将孔镗大到螺杆可以自由进出的程度（如下图）。
图片
1.2 再取两根370mm螺杆按图示装在左右金属框架链接脚架上，从下往上是：下方（M8螺母 - M8垫圈 - 链接脚架 - M8垫圈 - M8螺母），上方（M8螺母 - M8垫圈）。两侧装配方式相同。
1.3 取一个金属框架链接架（非脚架），按图示装配上去，两头分别用一个M8垫圈和M8螺母固定。此时确保三边塑料件距离都分别为290mm。之后拧紧所有外部螺母。
1.4 重复以上步骤再做个一模一样的三角框架。
2.安装前后螺纹杆
2.1 先是前螺纹杆。取2根294mm螺纹杆，1个Y轴支架，2个螺杆夹，1对608轴承套，1个608轴承，开始按下图方式组装。下方从左到右：左边（M8垫圈 - M8螺母），中间（M8螺母 - M8垫圈 - Y轴支架 - M8垫圈 - M8螺母），右边（M8螺母 - M8垫圈）。上方从左到右：左边（M8垫圈 - M8螺母 - M8螺母 - M8垫圈 - 螺杆夹 - M8垫圈 - M8螺母），中间（M8螺母 - M8垫圈 - Y轴支架 - M8垫圈 - M8螺母【可选】 - M8垫圈 - 装在1对608轴承套里的608轴承 - M8垫圈 - M8螺母），右边（M8螺母 - M8垫圈 - 螺杆夹 - M8垫圈 - M8螺母 - M8螺母 - M8垫圈）。同之前一样，暂时不要拧紧所有螺母。保证Y轴支架在大约中间的位置即可。
注意上面的红字部分，为什么那颗M8螺母可选？原因在下面这张图，你需要确保步进电机的轴足够长，在安装了皮带轮后，皮带轮能够和608轴承处在同一平面上，因为皮带将从这个轴承这里经过。如果电机的轴不够长或者太长，你需要通过改变红字部分的配置来获得一样的长度，例如螺母换成1个垫圈、2个垫圈甚至更多螺母等等。这里一定要把电机拿出来试一下。
2.2 现在可以把一个三角架安装上去了，注意让Y轴支架安装电机的部分朝向外面。同样分别用1个M8垫圈和1个M8螺母固定螺杆伸出部分。
2.3 现在开始后螺纹杆。再取2根294mm螺纹杆，按下图所示方式安装。上杆从左到右：左边（M8垫圈 - M8螺母 - M8螺母 - M8垫圈 - 螺杆夹 - M8垫圈 - M8螺母），中间（M8螺母 - M8垫圈 - 装在1对608轴承套里的608轴承 - M8垫圈 - M8螺母），右边（M8螺母 - M8垫圈 - 螺杆夹 - M8垫圈 - M8螺母 - M8螺母 - M8垫圈）。下杆从左到右：左边（M8垫圈 - M8螺母），右边（M8螺母 - M8垫圈）。
2.4 将后螺纹杆也装上之前的那一侧三角架，然后将另一侧三角架一起套在这4根前/后螺纹杆上。所有塑料外侧部分用M8垫圈和M8螺母固定。现在这个结构应该可以自己站住了，但是上方还会比较松，待会再解决。
3.安装顶部和底部螺纹杆
3.1 取两根440mm螺纹杆，从顶部左右两个链接架中穿过去，确保两侧突出部分长度相等。然后按下图所示在塑料件两侧用M8垫圈和螺母固定，暂时不用太紧。
3.2 在两侧外部分别套上Z轴电机托架，注意有凹孔的那边朝外。从里到外（M8垫圈 - Z轴电机托架 - M8垫圈 - M8螺母）。此时这个结构应该比较稳固了，但拧紧所有螺母之前需要确保尺寸正确。
3.4 现在是底部螺纹杆。确保两侧三角架底部中间的螺杆夹都大致处于中间位置。然后将1根440mm螺纹杆穿过两个螺杆夹，两侧突出部分长度相等，如下图所示。并在两侧分别安装螺杆夹，从里到外（M8螺母 - M8垫圈 - 螺杆夹 - M8垫圈 - M8螺母）。这两个螺杆夹都是水平朝向，注意Z轴光杆将会从这个夹孔中往上进入到刚才Z轴电机托架的凹槽处，所以需保证凹槽和这个夹孔在同一垂直面上——完美垂直（可以使用吊锤线）。
4. Y轴安装
4.1拿出铝合金底板备用。
4.2取两根405mm光杆，分别套上两只LM8UU线性轴承，如图穿到前后螺纹杆上的螺杆夹上。调节左右螺杆夹的距离，使它们相隔140mm，同时距离两侧链接脚架相等长度。前后四个螺杆夹位置都调节好以后，拧紧所有螺杆夹两侧的螺钉。将每根光杆上两个线性轴承的距离（中心到中心）调至相距120mm，然后放上Y轴轴承套。
4.3将下板放置于四个轴承上，回头我们需要用8只M3x20螺钉将4只Y轴轴承套固定在下板上。(后来我发现不用螺钉，用扎带的话可以将下板、Y轴轴承套和LM8UU轴承全部绑紧在一起，是最佳方案）。（博主用的是木板，我用的是铝合金板）
4.4用2只小M3螺杆将皮带轮固定在电机轴上。如果皮带轮和前螺纹杆上的608轴承按照我之前说的方法对齐以后，现在就可以用3只M3x10螺钉将Y轴电机固定在Y轴支架上了。
4.5 将一条840mm的GT2传动皮带穿过电机皮带轮，前后螺纹杆上的608轴承，然后两端返回到下板中心，齿条朝下。调整皮带张紧度到适中——不会打滑也不会太紧导致难以转动。之后用2只皮带夹、4只M3螺钉、8只M3垫圈和4只M3螺母固定在板上。如下图。
4.6 最后效果应该是下图这个样子。尝试转动电机上的皮带轮，应该能够使整块下板前后自由运动。但是我发现LM8UU轴承同Y轴轴承套之间结合的不是太紧密，一开始想用胶水。但现在在想如果取消螺钉，用扎带直接从轴承下方穿过，伸出下板后在上方扎起来，不就可以将下板、轴承套和轴承一起固定了嘛？还省去胶水的麻烦了。后面打算换成这种方案。
5.X轴安装
5.1将X轴托架和X轴电机托架六角筒底面打通一个8mm的孔。
5.2将X轴托架侧面的孔镗大到8mm。
5.3将两根420mm光杆如图穿过X轴电机托架（左）和X轴托架（右），前面的杆上套1只LM8UU线性轴承，后面的杆套上2只LM8UU线性轴承。这样后面可以将X轴滑动托架安在LM8UU轴承上。
5.4 最后在右边的X轴托架上按照从外到内的顺序在M8x50mm的螺杆上装上M8螺母，M8垫圈，1对608轴承套，608滚动轴承，M8垫圈，M8螺母。如图。
6. Z轴安装
6.1首先把水平仪放在金属框架最上面的两根螺杆，保证它们都是水平的。如果稍有不平，垫高金属框架的脚架直到水平。
6.2用垂线测量Z轴电机托架朝外的凹口与底部中心螺纹杆两侧的螺杆夹中心是否位于一个垂直平面内。如果不是，调节螺杆夹位置。
6.3定位好螺杆夹后，将350mm光杆上端用光杆夹和M8x20mm螺钉、M3螺母和M3垫圈固定，中间套入2只LM8UU线性轴承，下端穿过螺杆夹。
6.4另一侧也按照上面的方法装好350mm光杆。将X轴托架和X轴电机托架两端对齐Z轴光杆上的LM8UU轴承，用扎带绑好4个轴承后，达到如图的效果。
6.5在X轴托架和X轴电机托架六角筒的底部分别用胶水粘上2只M8螺母。
6.6用1对轴联接器和M8螺母、M8垫圈、M8x20mm螺钉将210mm螺纹杆固定紧，注意轴连接器的轴孔有宽的一端和窄的一端，宽的是用来固定螺纹杆的，窄的是用来固定电机轴的。做两根一样的出来。（我用的是弹性联轴器）
6.7最后轴向下安装到Z轴电机托架里，可以不用固定。因为如果210mm垂直方向的螺纹杆不是特别垂直的话，电机固定住了反而会增大摩擦力。
6.8按下图方式将210mm螺纹杆下端转入六角筒的M8螺母内，上面固定电机轴。两侧都这样安好，注意要尤其保证左边的轴联接器连接电机的强度，因为这个下面会挂很重的X轴电机托架。
6.9转动一侧的轴联接器，直到X轴前后两根光杆都达到水平，如图。
6.10将X轴电机装到X轴电机托架上，电机轴朝前面，调节电机轴上的皮带轮位置使之与右边X轴托架的608轴承套处于同一垂直平面上。这样，Z轴安装就完成了。
7.韦德挤出喷头
7.1首先又是镗孔。确保塑料件上孔的尺寸要略大于热端尾部的尺寸，但不能太大，能刚好配合就可以。可能要用到刻刀、矬子。
- 要求能达到这样:
7.2 将热端从塑料件上取下，卡在安装板里，放在一旁待用。像这样：
7.3如图将两个608滚动轴承安装在塑料件上，如果塑料件尺寸好的话很容易就可以固定了，如果不行又得自己加工。
7.4用一个M8x20螺杆将另外一个608轴承安装在小一点的塑料件上，这是压紧塑料线用的的怠轮。
7.5用M3x40螺钉和螺母及垫圈将两部分装在一起。从现在开始我不再详细说明五金件的数量和装配顺序，一是因为之后的安装过程不如前面框架部分复杂，用到的五金件没那么多了，二是如果之前一直动手组装的话现在应该也都有经验了，只要遵循一些最基本的原则就可以。
7.6拿一只用于挤出喷头的步进电机，如果你买的5个电机不是同一个型号的话，这一只应该是扭矩最大的那只。赛一个M3螺母到小齿轮底面的孔里。然后用M3螺杆从侧面将这个小齿轮固定到步进电机的轴上。
7.7将步进电机连同小齿轮一起安装在塑料支架上，用3个M3x10螺钉固定。然后将大齿轮套过M8滚铣螺钉，加上适当数量的M8垫圈（具体参考第1.8步），穿过塑料支架。
7.8大齿轮中套过的M8滚铣螺钉，要保证中间滚铣的部位能和怠轮对齐，这里是塑料线通过的地方。要达到这个目的，就得通过M8垫圈的数量来调节。
对齐之后，M8滚铣螺钉的尾部再用M8螺钉固定一个垫圈。后面我还加了尼龙锁紧螺母，图中没有显示。再在塑料件左边长方形的两只孔中分别塞入一个M3螺母（必要时镗孔），再用两只M3x40螺钉从右端伸进去将怠轮和塑料支架固定在一起。这个连接将来每当需要更换塑料线时都需要拆卸。这样冷端就完成了。