ChSTU repository

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ 
КАФЕДРА ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, МЕХАТРОНІКИ ТА 
КОМП‘ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 
 
 
 
Допущено до захисту 
Завідувач кафедри ПМКТ 
_______ М.О. Бондаренко  
«___» ___________ 2023 р. 
 
 
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА 
ДО КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ БАКАЛАВРА 
 
на тему «Розроблення бюджетного 3D принтеру» 
 
 
Виконав здобувач освіти 4 курсу, групи РС-93 
спеціальність: 151 – Автоматизація та комп’ютерно-
інтегровані технології 
освітня програма: Робототехнічні системи та 
автоматизація 
_____ Чубок Андрій Олексійович                             . 
Керівник       Туз В.В.  
Рецензент     .  
 
 
Кваліфікаційна робота бакалавра містить результати власних здобутків автора. 
Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на 
відповідне джерело ___________________________________________________ 
підпис здобувача 
 
 
 
Черкаси – 2023 
  
Зміст 
 
Стор. 
Технічне завдання…………………………………………………..…… 2 
Вступ............................................................................................................ 5 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного  
аналізу існуючих аналогів....................................................................................   7 
1.1 Історія розвитку 3D друку …………………………………….….. 7 
1.2 Класифікація 3D принтерів ……………………………………….. 9 
1.3 Популярні технології 3D друку……………………………………. 14 
2 Обґрунтування технічного завдання...................................................... 22 
3 Розробка структурної та електричної принципової  схеми ………….. 23 
4 Розрахунок та підключення основних елементів схеми пристрою… 35 
4.1 ПІД налаштування нагрівачів………………………………………. 35 
4.2 Вирівнювання ліжка…………………………………………………. 36 
4.3 Калібрування екструдера E. Кроки на мм…………………………. 39 
4.4 Знаходження максимальної швидкісті екструзії…………………… 41 
4.5 Друк перевірки рівня ліжка………………………………………….. 44 
4.6 Налаштування руху…………………………………………………… 45 
4.7 Оптимальні налаштування слайсера………………………………… 47 
4.8 Нарізка моделі та передача інструкцій у мікроконтролер…………. 47 
4.9 Алгоритм отримання моделі…………………………………………... 51 
5 Технологія компіляції прошивки………………………………………. 52 
  
  
  
  
  
      
     РС93.19019.001 ПЗ  
Изм. Ли ст № докум. Подп. Дата 
Разраб. Чубок  А.    
Лит. Лист Листов 
Пров. Туз В.В.   Розроблення бюджетного 3D  Т  3  
      принтеру  
Н.контр ЧДТУ 
Тичков В.В   
Утв.    Пояснювальна записка 
 
   
 
6 Спеціальний розділ…………………………………………………… 75 
6.1 Маркетингове дослідження розробки…………………………….. 75 
6.2  Охорона праці………………………………………………………. 76 
Висновок…………………………………………………………….……. 88 
Список використаної літератури………………………………………... 89 
Додаток А   Відомість технічного проекту…………….……………..... 91 
Додаток Б    Перелік нормативних документів………………………... 93 
Додаток В    Розрахунок на ЕОМ…………………………………..…..  95 
 
 
  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис 4 
Дата 
 
Вступ 
 
3D-друк (також відомий як адитивне виробництво) - це процес створення 
твердих тривимірних об'єктів будь-якої форми з цифрової комп'ютерної моделі. 
3D-друк досягається за допомогою так званих адитивних процесів, під час яких 
кожен шар матеріалу кладеться в різній формі. Це відрізняє його від традиційних 
технік механічного оброблення, більшість яких ґрунтується на видаленні матеріалу 
шляхом його обрізання або свердління (субтрактивні процеси). Об'єкти, вироблені 
адитивно, можуть бути використані на будь-якій стадії життєвого циклу продукції, 
від створення попередніх зразків (наприклад, у швидкому прототипуванні) до 
повноцінного виробництва (наприклад, у швидкому виробництві), на додачу до 
механічного оброблення та післявиробничого доопрацювання. 
Сьогодні цю технологію широко використовують у ювелірному та 
взуттєвому виробництві, промисловому дизайні, архітектурі, інженерії та 
конструюванні, автомобільній, космічній, стоматологічній та медичній 
промисловості, освіті, геоінформаційних системах, цивільному будівництві та 
багатьох інших професійних сферах, і нові сфери застосування додають до цього 
списку щороку. 
3D-принтер - це периферійний пристрій, що використовує метод 
пошарового створення фізичного об'єкта за цифровою 3D-моделлю. 
Технології в сфері комп'ютерів все частіше стають віддзеркаленням 
реального світу. Однак, попри це, лінія між нашою реальністю і віртуальним, чи як 
би сказати, комп'ютерним світом продовжує існувати. Процес перенесення 
предмета з однієї сфери до іншої може виявитися складним. Без сумніву, коли ми 
говоримо про текст, зображення та інші двомірні об'єкти, принтери і сканери вже 
давно перетворили такий процес на просту і звичну для нас річ. 
Навіщо потрібно брати тривимірну модель чогось і робити з неї реальний 
предмет? Виявляється, застосувань вистачає. Однак у випадку з тривимірними 
фізичними об’єктами все набагато складніше. Навіть технології, які  
дають змогу побачити тривимірну комп’ютерну модель у реальному обсязі, 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. 5 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
не можна назвати дуже поширеними. 
Дешевий тривимірний друк, хоча ще й у стадії дитинства, але швидко 
дорослішає за допомогою, мабуть, безмежного потенціалу. З його здатністю 
відтворювати 3D об’єкти – від археологічних експонатів, складних математичних 
поверхонь, до медичних протезів. 
Є надія, що ця передова технологія відкриє нові перспективи для науки, 
освіти та матиме помітний вплив у країнах, що розвиваються. Доступна ціна 
технології плюс величезна кількість 3D-об’єктів для друкування у вільному доступі 
вже зараз роблять новітні 3D-принтери привабливою технологією для країн з 
низьким рівнем доходу. 
Справді, велика кількість додатків і доступна ціна роблять 3D друк 
технологією, доступною для широкої аудиторії. У масштабі, принтери можуть бути 
використані для домашнього друку об’єктів, для невеликих дослідницьких 
лабораторій в університетах і школах для створення навчального матеріалу, без 
необхідності вкладати багато грошей. 3D- друк відкриває нові можливості, не 
здійсненні раніше для творчого виробництва. 
Наше суспільство стоїть на порозі 3D-революції у виробництві, передова 
думка і 3D-технології розвиваються семимильними кроками, сфери застосування 
розширюються і в недалекому майбутньому цей бум станеться. 
  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 6 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного 
аналізу існуючих аналогів 
 
 
1.1 Історія розвитку 3D друку 
До середини 90-х років минулого століття у світовій економіці склалася 
цікава ситуація: фірми-конкуренти стали не просто боротися за споживачів 
продукції, а буквально виконувати будь-які їхні побажання. Найважливіше, що в 
підсумку одноманітну продукцію - наприклад, годинники та автомобілі - 
припинили купувати мільйонними партіями. Обсяг продажів із заводів- виробників 
скоротився до кількох тисяч штук в одній партії. Це ознаменувало початок епохи 
дрібносерійного виробництва. Зрештою компанії виявили, що розробка форм, 
лекал і прототипів для дедалі нових і нових моделей обходиться досить дорого [14]. 
Приблизно тоді ж стають популярними пристрої, здатні швидко і з 
мінімумом витрат виготовляти моделі, - верстати з ЧПУ, числовим програмним 
управлінням. Багато з них так і залишилися в секторі виробництва, але інтенсивний 
розвиток окремої гілки "еволюції" призвів до появи офісних принтерів об'ємного 
друку - так почалася історія розвитку 3D-друку [15]. 
Найпершим пристроєм для створення 3D-прототипів була американська 
SLA-установка, розроблена і запатентована Чарльзом Галлом (рисунок 1) у 1986 
році, яка використовує стереолітографію. Само собою, це ще не був перший 3D-
принтер у сучасному розумінні, але саме вона визначила, як працює 3D- принтер: 
об'єкти нарощуються пошарово [5]. 
Галл одразу ж створив фірму 3D Systems, яка виготовила перший пристрій 
об'ємного друку під назвою Stereolithography Apparatus. Першою моделлю цієї 
машини, що мала широке поширення, стала розроблена 1988 року SLA-250. 
У 1990 році було використано новий спосіб отримання об'ємних 
"друкованих відбитків" - метод наплавлення. Його розробили Скотт Крамп, 
засновник компанії Stratasys, і його дружина, які продовжили розвиток 3D- друку. 
Після цього стали активно використовуватися поняття "лазерний 3D- принтер" і 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист 7 
№ докум. Підпис Дата 
 
 
"струменевий 3D-принтер" [13]. 
 
 
Рисунок 1.1 - Чарльз Галл 
 
Сучасний історичний етап розвитку 3D-друку стартував 1993 року зі 
створенням компанії Solidscape. Вона виробляла струменеві принтери, які 
передували тривимірним. У 1995 році двома студентами Массачусетського 
технологічного інституту було модифіковано струменевий принтер. Він створював 
зображення не на папері, а в спеціальній ємності, і вони були об'ємними. Тоді ж 
з'явилося поняття "3D-друк" і перший 3D-принтер. Цей метод був запатентований, 
і тепер використовується у створеній тими самими студентами компанії Z 
Corporation, а також в ExOne. Z Corp. досі виробляє 3D- принтери, що 
використовують цю технологію [19]. 
Історія створення 3D-принтера продовжилася появою технології під назвою 
PolyJet, що базується на використанні фотополімерного рідкого пластику. За такого 
способу друку головка "малює" шар фотополімеру, який моментально засвічується 
лампою. Метод виявився виграшним за багатьма параметрами: ціна його значно 
нижча, а висока точність дає можливість виготовлення не просто моделей, а 
готових до застосування деталей. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 8 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
З плином часу розвиток індустрії 3D-друку прискорювався, з'являлися нові 
фірми-виробники 3D-принтерів, які робили свій внесок у її розробку, 
використовувалися нові матеріали і принципи, розміри і ціни пристроїв ставали все 
меншими - перші 3D-принтери були величезні, зараз же вони вміщаються на столі 
(за винятком хіба що промислового 3D-принтера). Сучасний тривимірний принтер 
дедалі більше стає схожим на звичайний, що друкує на папері, за зовнішнім 
виглядом і технологією нанесення "фарбувальної" речовини. Моделі, що 
друкуються ним, відрізняються ще й високою міцністю, тому можуть 
застосовуватися як готові вироби [8]. 
Зараз 3D-принтер може займати дуже мало місця - звісно, це залежить від 
його призначення. На початку розвитку ціна такого принтера була доступна хіба 
що дуже великим компаніям, тепер же будь-яка людина може придбати 3D- 
принтер, ціна якого в середньому $1000. Історія 3D-принтера ще не закінчена, і 
найцікавіше - попереду [6]. 
 
 
1.2 Класифікація 3D принтерів 
3D-друк впевнено набирає обертів, і ми дедалі частіше бачимо новини про 
те, що 3D-принтер навчили друкувати деталі для МКС, органи, будинки та багато 
іншого. Зарубіжні технологічні видання починають говорити про те, що 3D-друк 
здатен воскресити промисловість у штатах, а сервіс shapeways, у нас на очах, 
показує цікаві темпи зростання, хоч і далекі від промислових. При такій великій 
кількості хвалебних текстів про революцію, що насувається у виробництві, на 
думку спадає думка про те, що російський сегмент практично вільний, але чи так 
просто досягти промислових масштабів за умови здешевлення самих принтерів і 
появи open source проектів? 
Споживчий 
Тип принтерів, який призначений, в основному, для особистого 
використання (рисунок 1.2). Поставляється у вигляді конструктора, або в зборі. 
Переважна більшість моделей принтерів такого типу є похідною від open source 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     9 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
проекту RepRap. Оскільки платформа у них, здебільшого, одна й та сама, їхні 
характеристики теж вельми схожі. 
 
Рисунок 1.2 - 3D принтер компанії Ultimaker 
 
Спроєктовані з оглядкою на звичайного користувача й обладнані доволі 
простим і зрозумілим інтерфейсом. Друкують, як правило, ABS і PLA пластиком. 
Складні та високоточні об'єкти надрукувати буде доволі проблематично, але 
звичайні вироби вони друкують з легкістю, хоч і довго. 
Ціновий діапазон: 500$ - 3500$. 
На кого орієнтовано: дизайнери, художники, винахідники, які працюють 
удома [19]. 
Персональний 
Прикордонний клас принтерів, який є домашнім, але водночас належить до 
нижнього щабля промислових принтерів для бізнесу (рисунок 1.3). Ці принтери 
мають багато спільного з братами зі споживчого класу, але володіють вищою 
якістю і точністю друку, які притаманні професійним 3D принт системам. Поява 
таких принтерів, це скоріше реакція великих виробників на зростаючий ринок 
домашніх систем. З огляду на низьку точність споживчого класу, вендори 
запропонували зменшені моделі професійних систем із близькими до них 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 10 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
показниками. Оперувати принтерами цього класу так само просто і зводитися до 
завантаження образу і натискання кнопки "пуск". Водночас це обмежує можливості 
в плані різних додаткових параметрів друку. 
 
Рисунок 1.3 - 3D принтер компанії M akerBot 
 
Придатні для використання в офісах, проте гучність і високий 
температурний режим деяких моделей передбачає їх розміщення на деякому 
віддаленні від робочої зони. Легкість очищення об'єктів на виході не була 
перенесена в цей клас з промислових моделей, тому логічним було б розміщення їх 
в окремому робочому просторі. 
Ціновий діапазон: 7000$ - 40 000$. 
На кого орієнтоване: на малий бізнес із невеликим бюджетом, але в якого є 
потреба в періодичному використанні 3D-друку. Це можуть бути інженерні 
компанії, дизайн студії, маркетингові агентства [18]. 
 
Професійний 
Системи цього класу вже не виглядають компактними, а скоріше схожі на 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 11 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
великі холодильники (рисунок 4). 
 
Рисунок 1.4 - Професійний 3D принтер 
 
Це основа технології 3D-друку, яка охоплює всі досягнення і можливості 
доступні індустрії. Призначення професійних систем може бути дуже різним, від 
прототипування до повномасштабного виробництва, що зі свого боку робить їх 
чудовим варіантом як для великого бізнесу, так і для високотехнологічних 
компаній з малим штатом співробітників. ShapeWays, до речі, використовує 
принтери саме такого класу. 
На відміну від своїх малих братів, ці принтери, зважаючи на велику 
кількість режимів і додаткових опцій, уже потребують певних навичок для роботи 
з ними, тому без оператора тут не обійтися. Щодо робочого простору тут теж не 
все так просто. Вони дуже великі та галасливі, тому потребують окремого 
приміщення з хорошою вентиляцією. 
Вимоги до приміщення різняться, але простір має бути чимось на кшталт 
лабораторії і з підведеною високовольтною лінією. 
На виході ми отримуємо універсальну 3D принт установку, яка надає 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист 12 
№ докум. Підпис Дата 
 
 
найвищу якість друку і збільшені, порівняно з молодшими класами, розміри 
продукту. ShapeWays, наприклад, за цикл друку збирає по кілька об'єктів, 
розташовуючи їх на деякій відстані один від одного, що в підсумку позитивно 
позначається на швидкості обробки замовлення. 
Ціновий діапазон: 30 000$ - 750 000$. 
На кого орієнтоване: на компанії, в яких є постійна потреба у 
прототипуванні, моделюванні, виготовленні різного роду об'єктів із високими 
показниками якості та точності [21]. 
Виробничий 
Назва класу говорить сама за себе. Ці машини є сукупністю точності та 
якості професійних принтерів, великої площі друку, високого рівня автоматизації 
та контролю процесів. На них, як і на професійних установках, можна друкувати не 
тільки прототипи, а й кінцевий споживчий продукт (рисунок 1.5). 
 
 
Рисунок 1.5 - Виробничий 3D принтер 
 
Системи такого роду не призначені для пересічних користувачів, а суми, які 
доведеться вкласти в таке виробництво, викличуть у вас логічне бажання найняти 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     13 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
досвідченого оператора, який змусить працювати весь механізм 24 години на добу 
без простою. 
Малими приміщеннями тут уже не обійтися. Тут потрібно чітко спланувати 
майбутню лінію і подбати про підведення високовольтної лінії та газової труби. 
На виході вийде високотехнологічне виробництво, яке може швидко 
змінювати профіль і використовувати матеріали від ABS пластику до титану. 
Ціновий діапазон: 300 000$ - 1 000 000$. 
На кого орієнтоване: на компанії з потребою у виробництві високоточних 
продуктів великого розміру, або на компанії з потребою у виробництві великої 
кількості менш об'ємних предметів з високою точністю і високим рівнем якості. 
Незважаючи на те, що поріг входу в цю індустрію ще дуже високий, за 
такими системами майбутнє. У межах горизонту подій ми зможемо споглядати 
реальний переворот, як мінімум, у високотехнологічному виробництві. Одними з 
перших це усвідомили в General Electric і вже стали виробляти на 3D принтерах 
складні деталі з титану для авіаційних двигунів [9]. 
 
1.3 Популярні технології 3D друку 
 
FD M (Моделювання методом наплавлення) 
Існує багато технологій 3D-друку, найпопулярніша називається 
моделюванням методом наплавлення (рисунок 1.6). Вона дуже проста: складні 
об'єкти створюються з розплавленого пластику, видавленого через сопло. 
Намотана на котушку пластикова нитка (або навіть металевий дріт), розмотуючись, 
подається в екструзійне сопло, водночас керований комп'ютером механізм 
переміщає саме сопло або об'єкт (або обидва) уздовж трьох осей. Після 
видавлювання (екструзії) матеріал моментально твердне. Для всіх цих переміщень, 
також, як і для подачі нитки в екструдер, зазвичай використовують крокові двигуни 
або сервомотори [10]. 
 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     14 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.6 - Моделювання методом наплавлення: 1 - дюза подає 
розплавлений пластик, 2 - осаджений матеріал (частина моделі), 3 - керований 
рухомий столик 
 
Технологія Polyjet 
Технологію винайшла ізраїльська компанія Objet 2000 року. Суть 
технології: фотополімер маленькими дозами вистрілюється з тонких сопел, як під 
час струменевого друку, і одразу полімеризується на поверхні деталі, що 
виготовляється, під впливом УФ-випромінювання (рисунок 1.7). 
 
 
Рисунок 1.7 - Технологія Polyjet 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     15 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
Важливою особливістю, що відрізняє PolyJet від стереолітографії, є 
можливість друку різними матеріалами. 
Переваги технології: 
– товщина шару до 16 мікрон (клітина крові 10 мікрон); 
– швидко друкує, оскільки рідину можна наносити дуже швидко. 
Недоліки технології: 
– друкує тільки з використанням фотополімеру - вузько спеціалізований, 
дорогий пластик, як правило, чутливий до УФ і досить крихкий. 
Застосування: промислове прототипування і медицина. 
LENS (Технологія лазерного наплавлення) 
Матеріал у формі порошку видувається з сопла і потрапляє на сфокусований 
промінь лазера (рисунок 1.8). Частина порошку пролітає повз, а та частина, яка 
потрапляє у фокус лазера, миттєво спікається і шар за шаром формує тривимірну 
деталь. Саме за такою технологією друкують сталеві та титанові об'єкти [11]. 
 
 
Рисунок 1.8 - Технологія лазерного наплавлення 
 
Оскільки до появи цієї технології друкувати можна було тільки об'єкти із 
пластику, до 3D друку особливо серйозно ніхто не ставився, а ця технологія, 
відкрила двері для 3D друку у "велику" промисловість. Порошки різних матеріалів 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 16 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
можна змішувати і отримувати таким чином сплави, на льоту. 
Застосування: титанові лопатки для турбін із внутрішніми каналами 
охолодження. 
Виробник обладнання: Optomec. 
LO M (Виробництво об'єктів методом ламінування) 
Тонкі ламіновані аркуші матеріалу вирізають за допомогою ножа або лазера 
і потім спікають або склеюють у тривимірний об'єкт (рисунку 1.9). Тобто 
укладається тонкий аркуш матеріалу, який вирізають за контуром об'єкта, таким 
чином виходить один шар, на нього укладається наступний аркуш і так далі. Після 
цього всі листи пресуються або спікаються. 
Таким чином друкують 3D моделі з паперу, пластику або з алюмінію. Для 
друку моделей з алюмінію використовується тонка алюмінієва фольга, яка 
вирізається по контуру шар за шаром і потім спікається за допомогою 
ультразвукової вібрації [7]. 
 
 
Рисунок 1.9 - 3D принтер, що виробляє об'єкти методом ламінування 
 
SL (Стереолітографія) 
Є невелика ванна з рідким полімером. Промінь лазера проходить по 
поверхні, і в цьому місці полімер під впливом УФ полімеризується (рисунок 1.10). 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 17 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Після того як один шар готовий, платформа з деталлю опускається, рідкий полімер 
заповнює порожнечу, далі запікається наступний шар і так далі. Іноді відбувається 
навпаки: платформа з деталлю піднімається вгору, лазер відповідно розташований 
знизу... 
Після друку таким методом потрібна постобробка об'єкта - видалення 
зайвого матеріалу і підтримки, іноді поверхню шліфують. Залежно від необхідних 
властивостей кінцевого об'єкта модель запікають у т.зв. ультрафіолетових 
духовках. 
Фотополімер часто буває токсичним, тому під час роботи з ним потрібно 
користуватися засобами захисту і респіраторами. Утримувати і обслуговувати 
такий принтер вдома - складно і дорого 
 
 
Рисунок 1.10 - Стереолітографія 
 
Переваги: 
– швидко і точно, точність до 10 мікрон; 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. 18 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
– для спікання фотополімеру достатньо лазера від Blu-ray 
програвача, завдяки чому на ринку з'являються дешеві, при цьому точні 
принтери, що працюють за такою технологією. 
LS (Лазерне спікання) 
Лазерне спікання. Схоже на SL, тільки замість рідкого фотополімеру 
використовується порошок, який спікається лазером (рисунок 1.11). 
Переваги: 
– менш імовірно, що деталь зламається в процесі друку, оскільки сам 
порошок виступає надійною підтримкою; 
– матеріали в порошковій формі досить легко знайти в продажу, зокрема 
це можуть бути: бронза, сталь, нейлон, титан [12]. 
 
 
Рисунок 1.11 - Лазерне спікання 
 
Недоліки: 
– поверхня виходить пориста; 
– деякі порошки вибухонебезпечні, тому повинні зберігатися в 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 19 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
камерах, заповнених азотом; 
– спікання відбувається за високих температур, тому готові деталі 
довго остигають, залежно від розміру і товщини шарів, деякі предмети можуть 
остигати до одного дня. 
3DP (Струменевий тривимірний друк) 
Технологію винайшов 1980 року в MIT студент Paul Williams, технологію 
продали кільком комерційним організаціям, одна з яких - zCorp, наразі поглинута 
3D Systems. 
На матеріал у порошковій формі наноситься клей, який зв'язує гранули, 
потім поверх склеєного шару наноситься свіжий шар порошку, і так далі. На виході, 
як правило, виходить матеріал sandstone (схожий за властивостями на гіпс), 
представлений на малюнку 12. 
Переваги: 
– оскільки використовується клей, у нього можна додати фарбу і таким 
чином друкувати кольорові об'єкти; 
– технологія відносно дешева й енергоефективна; 
– можна використовувати в умовах будинку або офісу; 
– можна друкувати використовувати порошок скла, кістковий 
порошок, перероблену гуму, бронзу і навіть деревну тирсу. 
Використовуючи схожу технологію можна друкувати їстівні об'єкти, 
наприклад, із цукру або шоколадного порошку. Порошок склеюється спеціальним 
харчовим клеєм, до клею може додаватися барвник і ароматизатор. 
Як приклад, нові 3D принтери від компанії 3D systems, які були 
продемонстровані на CES 2014, - ChefJet і ChefJet Pro [14]. 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
  20 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 
Рисунок 1.12 - Струменевий тривимірний друк 
 
Недоліки: 
– на виході виходить досить груба поверхня, з невисокою роздільною 
здатністю ~ 100 мікрон; 
– матеріал потрібно піддавати постобробці (запікати), щоб надати йому 
необхідних властивостей. 
 
  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 21 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
2 Обґрунтування технічного завдання 
 
Після ретельного аналізу різних систем кінематичних рухів 3D принтерів та 
технічних характеристик їх аналогів, ми вибрали компоновку Core XY. Ця система 
відрізняється компактністю та зручним розташуванням вузлів принтера. Одним з 
найважливіших критеріїв вибору є висока швидкість друку, що відрізняє її від 
інших систем. Крім того, дана система дозволяє модернізувати та поліпшувати 
окремі технічні характеристики [3]. 
Варто зазначити, що стіл є суцільнометалевим і виконаним у формі 
алюмінієвої пластини. Висока якість його виготовлення дозволяє уникнути 
використання накладки з боросилікатного скла, яке часто застосовується на 
багатьох моделях 3D принтерів для вирівнювання поверхні. 
Використання висококласних крокових двигунів дозволило досягти 
максимальної точності позиціонування. Для осей XY точність становить 0.012 мм, 
а для осі Z досягає 0.004 мм. Товщина шару може змінюватись від 0.1 до 0.4 мм, 
що дозволяє гнучко налаштовувати принтер під конкретні завдання і сприяє 
полегшенню процесу 3D друку. Швидкість подачі 3D нитки може регулюватись в 
діапазоні від 40 до 120 мм/с. 
Великим перевагою є висока уніфікація вузлів, що відкриває широкі 
можливості для апгрейду та модернізації з метою максимального підстроювання 
принтера під потреби користувача. 
Для зручності користувачів принтер оснащений картрідером  формату SD, 
що дозволяє безпосередньо друкувати з флеш-карти. Також передбачена 
можливість прямого підключення до комп'ютера з операційною системою Windows 
XP, Windows 7, а також Mac і Linux для керування. 
  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 22 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми  
 
Тепер настав час познайомитися з прийнятою термінологією та розглянути 
складові та особливості конструкції таких 3D-принтерів. 
Друкувальна головка: екструдер та hot-end 
Найбільш важлива частина будь-якого принтера, чи то струминний 2D або 
Fused Deposition Modeling 3D, це друкуюча головка. В даному випадку вона 
складається з нагрівача, в якому пластикова нитка (іноді використовується не 
нитка, а пруток) розплавляється і потім видавлюється через сопло з отвором малого 
діаметра - зазвичай у межах 0,15-0,5 мм, а також механізму, що забезпечує дозовану 
подачу нитки в нагрівач. Механізм, що подає, називається екструдером (від англ. 
extrude - виштовхувати, тобто extruder - штовхач), а нагрівач з соплом називають 
хот-енд (hot-end; за аналогією екструдер іноді називають cold-end). Іноді всю 
друкуючу головку, включаючи hot-end і cold-end, для стислості називають 
екструдером, що не зовсім правильно: екструдер лише найбільша частина головки. 
Нагадаємо, що нитка або прутки поставляються двох діаметрів: 1,75 та 3,0 
мм. Екструдер може працювати лише з якимось одним діаметром, який треба 
уточнювати у специфікації принтера та враховувати при купівлі витратних 
матеріалів. Для подачі нитки використовуються кроковий двигун та система 
шестерень та валів. Керуючий двигуном контролер забезпечує як потрібну 
швидкість подачі нитки, а й зворотне дію — її витяг, наприклад, при зміні 
матеріалу. 
Природно, температура hot-end контролюється термістором, тому до цієї 
частини головки завжди підходять чотири дроти: два товстіші до нагрівача і два 
тонші до термістора. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 23 
 
 
 
Рисунок 3.1 - hot-end 
Оскільки робоча температура більшості матеріалів досить висока — 200–
250 °C, а часом і вище, доводиться вживати заходів, щоб забезпечити розплавлення 
нитки саме в сопі та уникнути нагрівання екструдера, в якому можуть бути 
пластикові деталі. 
Для цього встановлюють радіатори між hot-end і cold-end, екструдер 
додатково охолоджують невеликим вентилятором, а також використовують 
теплові бар'єри (thermal break, thermal barrier): прокладки з речовини з малою 
теплопровідністю, якою може використовуватися політетрафторетилен (PTFE, 
також відомий як тефлон і фторопласт) або поліефірефіркетон (ПЕК, латиницею 
PEEK). Оскільки під час роботи з деякими матеріалами температура hot-end може 
наближатися до 300 °C, прокладки повинні витримувати таку температуру не 
тільки без значних деформацій, але і без виділення токсичних речовин. Щодо 
тефлону в цьому плані існують підозри, обґрунтованість яких ми обговорювати не 
будемо і лише скажемо, що в будь-якому випадку працювати з FDM-принтером 
краще в приміщенні, що добре провітрюється. 
 
Рисунок 3.2 - Трубки з PTFE або PEEK 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 24 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Трубки з PTFE або PEEK використовують ще й для зниження тертя між 
ниткою та стінками отвору нагрівача, на вході в який пластик нитки ще твердий, 
потім, у міру просування до більш нагрітої зони, він проходить температуру 
склування, і лише в області з найбільш високою температурою перетворюється на 
розплавлений стан. У зоні склування, де матеріал нитки вже не твердий, але ще не 
рідкий, спостерігається високий опір проштовхування нитки, тому вкрай бажано, 
щоб трубка доходила до точки, де нитка вже розплавлена. 
Сопло вважається витратним матеріалом: його отвір згодом засмічується, 
покриваючись нагаром, і доводиться або чистити (що непросто, якщо отвір 
діаметром 0,15 мм), або замінювати сопло. Тому вкрай бажано, щоб сопло було не 
просто змінним, а ще й замінювалося без особливого клопоту, для чого 
використовують різьбове з'єднання. Сопла різних принтерів далеко не завжди 
взаємозамінні: крок і діаметр різьблення можуть бути різними, до того ж саме 
різьблення на соплі може бути не тільки зовнішнім, як на фото, але і внутрішнім. 
 
Рисунок 3.3 - Друкувальна головка 
Друкувальна головка не обов'язково буває одна: є чимало принтерів із двома 
головками. Вони дозволяють використовувати при друку відразу два матеріали — 
наприклад, один для власне моделі, а другий, який легко видаляється, для 
підтримуючих структур, про що ми писали в огляді технологій . 
Робочий стіл 
Наступна важлива деталь - робочий стіл або платформа (print bed), на 
поверхні якої формується створювана модель. Для робочого столу потрібно 
забезпечити можливість досить точного юстування, щоб відстань між його 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 25 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
верхньою площиною та вихідним отвором сопла по всій робочій площі була 
однаковою. З іншого боку, стіл повинен рухатися, тому до нього потрібно жорстко 
кріпити конструктивні елементи, які забезпечують переміщення. Тому часто 
платформа є двошаровий «бутерброд», до нижньої частини якого не пред'являється 
особливих вимог — вона лише служить для кріплення таких елементів і є основою, 
на якій розташовується робоча поверхня, що юстується, на якій якраз і буде 
створюватися 3D-модель. Саме про цю частину платформи ми й говоритимемо 
далі. Додамо лише, що в деяких прототипах,дуже бажано, щоб кріплення верхньої 
частини столу було не жорстким, а пружним: при цьому, зокрема, не такі критичні 
невеликі помилки в юстуванні, коли в якійсь позиції проміжок між вихідним 
отвором сопла і поверхнею платформи стає занадто малим, а то й зовсім 
перетворюється на область негативних величин. 
Як матеріал для платформи використовують різні матеріали: скло, акрил, 
алюміній. І майже завжди доводиться вирішувати одну з найчастіших проблем 
FDM-друку - надійну фіксацію першого шару моделі на платформі, оскільки 
пластики, що використовуються для друку, погано прилипають до алюмінію або 
скла. Це вирішується у різний спосіб: перфорацією платформи, нанесенням 
покриття, підігрівом столу, і навіть комбінацією цих методів. 
Для покриття потрібні матеріали, що не тільки забезпечують хорошу 
адгезію, але й витримують температуру нитки при нанесенні перших шарів. Часто 
використовують каптон (Kapton) – тонку плівку жовтого кольору з полііміду, що 
витримує температуру до 400 °C. Для принтерів використовується каптон у вигляді 
стрічки, що самоклеїться, шириною від 5 до 200 мм, відрізками якої, наклеєними 
встик, покривається робоча поверхня платформи. Звичайно, використовувати для 
цього 5-міліметрову стрічку важко — занадто багато відрізків доведеться 
наклеювати, а 200-міліметрову складніше наклеїти рівно, тому частіше 
використовують проміжні значення. 
Інший поширений варіант – синій скотч або Scotch Blue Tape на основі 
поліпропілену, що випускається фірмою 3M. Взагалі він призначений для 
малярних і пакувальних робіт (їм, наприклад, часто захищають глянцеві деталі 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. 26 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
різних виробів), але висока термостійкість зробила його придатним для FDM-
друку. 
Для довідки: артикул синього скотчу 2090, а наступні цифри визначають 
зразкову ширину рулону в дюймах: 2090-75A - 18 мм, 2090-1А - 24 мм, 2090-1.5А 
- 36 мм, 2090-2А - 4 є ще 2090-CM, призначений для кутів. Довжина рулону 55м. 
Гідність покриття, що складається з окремих смуг, у тому, що його в міру 
зношування або ушкодження можна замінювати частинами, а не повністю. 
Є й інші варіанти, включаючи «доморощені» – нанесення лаку для 
волосся. Ще один матеріал, що самоклеїться плівка для лазерних принтерів, 
використаний у принтері PrintBox3D One, про що ми розповімо свого часу. 
Але навіть наявність покриття не забезпечує належну адгезію для більшості 
витратних матеріалів, тому платформу доводиться підігрівати, для чого в ряді 
моделей на нижній частині робочого столу розміщується електричний нагрівач - з 
ніхромового дроту, або виконаний у вигляді друкованих провідників, або навіть 
просто у вигляді кількох потужних низькоомних резисторів. 
 
Рисунок 3.4 - Прогрів платформи 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 27 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Цей нагрівач також контролюється термістором. Прогрів платформи 
повинен бути рівномірним, що може забезпечуватись достатньою товщиною самої 
платформи, але при цьому бажано, щоб робочий стіл нагрівався досить швидко – 
не за секунди, звичайно, але хоча б у межах хвилини-двох. А такий популярний 
пластик, як ABS, вимагає підігріву до температури понад сто градусів, тому 
нагрівач має бути досить потужним. 
Підігрів столу потрібен ще й для зменшення температурного градієнта між 
першими з надрукованих шарів та тими, що створені щойно. Нижні шари 
починають остигати, і особливо швидко, якщо вони стикаються з більш масивною 
платформою, що має кімнатну температуру. При цьому виникають деформації, 
через які модель може почати вигинатися, а часом просто відривається від 
столу. Тому підігрів бажаний навіть при роботі з матеріалами, адгезія яких до 
поверхні столу залежить від температури цієї поверхні. 
Відзначимо, що і нагрівач, і термістор розташовуються з нижньої сторони 
платформи, тому контролюється температура саме цієї сторони, а деталь 
розташовуватиметься на верхній. Тому краще не поспішати і трохи почекати, щоб 
платформа прогрілася цілком, особливо якщо вона зроблена з досить товстого 
матеріалу. 
Механізми переміщення 
Під час друку та головка, і платформа повинні рухатися. І тому потрібні як 
механізми, реалізують власне переміщення (двигуни), і напрямні, що забезпечують 
точність переміщення.12 
Зазвичай головка переміщається однією з горизонтальних осей, а рух по 
вертикалі і другої горизонтальної осі забезпечується рухом робочого столу. Таким 
чином, потрібні три двигуни. Як і екструдері, використовуються крокові двигуни, 
зазвичай мають крок 1,8 градуса, тобто. 200 кроків на повний обіг. Це 
повнокроковий режим, є ще півкроковий і мікрокроковий, який і використовують 
для підвищення точності переміщення - керуюча двигуном електроніка додає деяку 
кількість проміжних кроків, причому часто значне: найбільш популярні 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист 28 
№ докум. Підпис Дата 
 
 
контролери забезпечують розподіл кроку двигуна на 4, 8 і навіть 16 частин, і тоді 
повний оборот ротора двигуна буде відповідати вже 3200 мікрокроків. 
Обертання роторів двигунів потрібно перетворити на поступальні рухи 
головки та робочого столу. Для цього використовуються або системи шківів та 
зубчастих ременів, або вали з різьбленням. Передача за допомогою валу 
обходиться дешевше, але вона не може забезпечити точність позиціонування при 
високих швидкостях, тому найчастіше її використовують для вертикального 
переміщення платформи, яке відбувається досить повільно, і лише в дешевих 
моделях застосовують ще й рухи в горизонтальній площині. 
Напрямні використовують циліндричні в дешевих моделях і лінійні в 
дорожчих. Матеріал, звичайно, сталь, а до точності виготовлення та чистоти 
обробки пред'являються високі вимоги, тому що від цього безпосередньо 
залежатиме точність друку. 
Складна по конструкції і міцна платформа матиме чималу масу, що створить 
серйозне навантаження на двигун, що забезпечує її переміщення в горизонтальній 
площині (у вертикальному напрямку переміщення і повільніше, і не 
постійне). Двигун буде нагріватися, через що в якийсь момент можуть початися 
перепустки кроків та інші неприємності. Тому робочий стіл намагаються 
максимально полегшити - звичайно, не на шкоду міцності, швидкість друку часом 
доводиться обмежувати та вживати заходів до нормалізації теплового режиму 
двигуна (наприклад, забезпечивши тепловий контакт із масивною металевою 
рамою). 
Крайні позиції переміщення як головки, і платформи контролюються 
встановленими у відповідних місцях датчиками. У найпростішому випадку 
датчиком може бути механічний замикач або розмикач, але і точність, і надійність 
такого датчика не завжди достатні, тому іноді використовують оптичні (світлодіод 
і фотодіод, в потрібний момент зазор між ними шторкою) або магнітні, на датчиках 
Холла. 
 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     29 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
Температурний режим моделі 
Є ще один момент, який враховується в багатьох принтерах. Він пов'язаний 
з тим, що пластик, що вийшов із сопла, застигає не відразу, а тому схильний до 
деформацій. Особливо це критично за наявності так званих «мостів» — протяжних 
горизонтальних перемичок, що мають опори тільки по краях: нитки пластику, що 
ще не застиг, неминуче провисають, що вимагатиме створення додаткових 
підтримуючих структур, які потім доведеться видаляти. Але навіть якщо «мостів» 
у моделі немає, то може виникати загортання кутів з малим радіусом кривизни 
(curling corners), а на елементах невеликого розміру – обпливання попереднього 
шару, який не встиг затвердіти до моменту нанесення наступного. 
До певної міри уникнути подібних проблем можна, якщо вжити заходів до 
якнайшвидшого затвердіння пластику, а це можна зробити одним способом: 
охолодженням за допомогою додаткового вентилятора, одного або 
кількох. Вибрати вентилятор нескладно, є багато моделей різного розміру, 
призначених для комп'ютерів; керувати швидкістю їх обертання теж не складає 
труднощів, зате вибір місця розміщення самого вентилятора і правильного 
напрямку потоку повітря від нього це ціле мистецтво. У цьому відношенні FDM-
друк має неприємну двоїстість: з одного боку, потрібно швидко охолодити 
видавлений із сопла пластик, а з іншого — робити це потрібно рівномірно, щоб 
одна сторона моделі не охолоджувалась швидше за іншу, інакше неминучі термічні 
деформації. До того ж потік повітря, що охолоджує, не повинен помітно впливати 
на ті елементи принтера, 
Тому FDM-принтер «боїться» протягів, і деякі моделі навіть забезпечують 
захисним кожухом, який при домашньому використанні заразом допомагає 
обмежити доступ дітей до небезпечних частин апарату. Але під кожухом 
утворюється замкнутий простір, що підігрівається і хот-ендом, і нагрітою 
платформою, і працюючими двигунами, і пластиком, що остигає, вже створеної 
частини моделі, що уповільнює затвердіння видавленої нитки і призводить до ще 
більших деформацій. 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. 30 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Рама 
Звичайно, всі перераховані компоненти повинні розташовуватися на досить 
міцній і жорсткій рамі, що забезпечує в довгостроковому плані збереження 
геометрії та відсутність люфтів незалежно від різних несприятливих умов – 
температури та вологості навколишнього середовища, а також вібрацій, що 
виникають під час друку. 
Найчастіше для рами використовують недорогий алюмінієвий профіль, 
наприклад, що використовується як меблева фурнітура, а часом і звичайні стрижні 
з різьбленням, які можна купити в будматеріалах. Вони з'єднуються в єдине ціле за 
допомогою виготовлених із пластику муфт, хомутів та інших елементів, що 
скріплюються гайками та болтами. Подібне припустимо лише в саморобних 
принтерах, де на чільне місце ставиться мінімальна собівартість конструктивних 
елементів та їх максимальна доступність у продажу. 
У деяких моделях, у тому числі «заводських», рама зроблена з оргскла або 
фанери, причому особливо наголошується на тому, що фанерні елементи зроблені 
лазерною різкою; Звичайно, ніякий лазер не зробить фанеру металом, тому дуже 
сумнівні і довговічність подібних конструкцій і відсутність проблем при роботі з 
такими принтерами. 
Електронні блоки 
Тепер переходимо до електроніки, що управляє. 
Керує роботою всіх компонентів принтера контролер, який надходить 
програма мовою G-code. Вона генерується на основі підготовленого в якомусь 3D-
редакторі STL-файлу, що описує майбутню модель. G-code досить простий для 
сприйняття: у рядках програми містяться команди на переміщення головки та 
платформи, включення-вимикання нагрівачів та вентиляторів, тому для більш-
менш досвідченого фахівця не становить проблеми внести правку в готовий код. 
Переважна більшість контролерів 3D-принтерів працює на 
платформі Arduino , що має відкриту архітектуру та програмний код. Мова 
програмування заснована на C/C++ і проста в освоєнні, а середовище 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     31 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
програмування Arduino передбачає роботу через USB-порт без додаткових 
програматорів. 
Як апаратна частина Arduino з ранніх версій використовувалися і досі 
використовуються поширені і відносно недорогі мікроконтролери Atmel: 
ATmega32u4, ATmega328, ATmega2560, ATmega1280 і т.п., а в останніх розробках 
застосований 32bit-мікропроцесор Cortex-M3 ARM У FDM-принтерах найчастіше 
зустрічається ATmega2560. 
Для управління різними пристроями (у 3D-принтерах це двигуни, нагрівачі, 
вентилятори) та отримання даних (з термісторів та датчиків крайніх положень) 
використовуються додаткові модулі, насамперед драйвери крокових двигунів, 
здатні забезпечити відповідні вихідні струми та роботу в мікрокроковому режимі. 
 
Рисунок 3.5 – Функціональна схема принтера 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. 32 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Деякі принтери керуються лише через комп'ютер (зазвичай через USB-порт, 
але зустрічаються моделі з підключенням по мережі Wi-Fi), а інші мають власну 
панель керування, за допомогою якої у найпростішому випадку можна здійснювати 
контроль температур за РК-індикатором, запускати та зупиняти друк, а в більш 
просунутих варіантах ще й проводити калібрування, завантажувати та 
вивантажувати пластикову нитку. Зустрічаються принтери з вбудованим 
картоводом для SD-карт або портом для накопичувачів USB-флеш, через які можна 
завантажувати файл з наступним друком моделі без участі комп'ютера. Все це 
забезпечується «навішування» на мікроконтролер відповідних модулів і, звичайно, 
реалізацією на мікропрограмному рівні в прошивці. 
Від контролера до друкувальної голівки, навіть якщо вона одна, підходить 
товстий пучок проводів: до крокового двигуна, до нагрівача і термістора хот-енду, 
можливо - до вентилятора екструдера (за наявності). Ще один подібний пучок 
з'єднує контролер із робочим столом. Звичайно, можна просто стягнути дроти 
стяжками, що і робиться в самих бюджетних саморобних конструкціях, але 
головне: обидва ці елементи постійно переміщуються, і навіть при достатній 
довжині пучків є реальна небезпека, що якийсь провід або потрапить у частини, що 
рухаються, або через яке -той час просто перетреться або обломиться. Тому ці 
дроти укладають у спеціальні гнучкі оболонки, що забезпечують вільне 
переміщення головки та робочого столу, але водночас страхують від обривів та 
замикань. 
Зрозуміло, що принтер не працюватиме без живлення. Причому якщо для 
живлення електронних схем досить часто можливостей USB-порту, до якого 
зазвичай підключається принтер, то для двигунів і особливо нагрівачів (хоча б hot-
end, якщо підігрів столу не передбачений) без блоку живлення відповідної 
потужності не обійтися. 
Оскільки процес друку буває дуже тривалим - час виготовлення складних 
моделей може зайняти 10-15 годин і більше, то бажано подбати і про безперебійне 
живлення як самого принтера, так і комп'ютера, до якого він підключений (якщо, 
звичайно, робочі коди не завантажуються з вбудованого у принтер 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. 33 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
картоводу). Зрозуміло, що сумарне споживання енергії буде неабияким, і підібрати 
ДБЖ, здатний забезпечити роботу протягом багатьох годин, і непросто, і дорого, 
але потрібно хоча б вжити заходів проти сильних імпульсних перешкод на лінії 
електроживлення, до якої підключений принтер, і відключити в керуючому. 
комп'ютер переходить в режим енергозбереження - крім, звичайно, гасіння екрана. 
  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
  34 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
4 Розрахунок та підключення основних елементів схеми пристрою 
 
 
4.1 ПІД налаштування нагрівачів 
Нагрівач гарячого кінця 
• Налаштування нагрівача дозволяє RepRapFirmware знаходити ідеальні 
параметри для моделі нагрівача, забезпечуючи швидкий час нагріву та стабільні 
температури з невеликими перепадами. 
• Для отримання детальної інформації див.: Налаштування контролю 
температури нагрівача 
• Переконайтеся, що тест розпочато з нагрівачами при кімнатній 
температурі. В ідеалі це слід робити без завантаження нитки. Для отримання 
найбільш точних результатів перемістіть сопло так, щоб воно знаходилося в межах 
1 мм від поверхні ложа, і встановіть швидкість вентилятора охолодження частин 
відповідно до нормальних швидкостей вентилятора друку. Для Ender 3 і PLA це 
буде 75-100% 
• Далі відправте M303 H1 S210, щоб розпочати процес налаштування 
нагрівача для гарячого кінця. Дочекайтеся завершення процесу. Це займе лише 
кілька хвилин. Збережіть результати, надіславши, M500щоб вони завантажувалися 
автоматично під час запуску. 
• Якщо ви дотримувалися посібника з конфігурації, має бути ввімкнено 
автоматичне завантаження файлу config-override. Якщо ви отримаєте інше 
повідомлення про помилку, додайте M501в кінець config.g 
• Майте на увазі, що стандартний Ender 3 Pro має трубку з PTFE на 
гарячому кінці, яка не повинна піддаватися впливу температур вище 240C через 
виділення неприємного запаху, який може зрештою пошкодити трубку. 
• Налаштування PID слід переробляти щоразу, коли вноситься серйозна 
модифікація гарячої частини або нагрівача ліжка, як-от встановлення або 
видалення носка силіконового блоку нагрівача, або заміна вентилятора 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 35 
 
 
охолодження частини, або навіть якщо температура навколишнього середовища в 
приміщенні, де знаходиться принтер змінюється від сезону до сезону. 
Обігрівач ліжка 
• Далі налаштуйте обігрівач ліжка, відправивши M303 H0 
S60. Дочекайтеся завершення процесу та ще раз збережіть результати, 
надіславши M500. Зауважте, що нагрівання ліжка може зайняти значно більше часу 
через збільшення часу нагріву та охолодження. 
• Вибрані температури відображають найпоширеніші температури, які 
використовуються для друку PLA на Ender 3. Якщо ви плануєте друкувати іншими 
нитками, які потребують вищих температур, ви можете змінити їх. Однак 
результати налаштування при цих нижчих температурах все ще будуть дійсними в 
досить широкому діапазоні температур. 
• Ліжко з підігрівом використовує магнітну поверхню, яка не повинна 
піддаватися впливу температур вище 80C через пошкодження, яке може 
спричинити магніти. 
• Налаштування PID слід переробляти щоразу, коли вноситься серйозна 
модифікація гарячої частини або нагрівача ліжка, як-от встановлення або 
видалення носка силіконового блоку нагрівача, або заміна вентилятора 
охолодження частини, або навіть якщо температура навколишнього середовища в 
приміщенні, де знаходиться принтер змінюється від сезону до сезону. 
Інші обігрівачі 
• наприклад камерні нагрівачі 
 
 
4.2 Вирівнювання ліжка 
Перший пас, холод 
• Кожен успішний друк починається з гарного першого шару. Є два 
фактори, які впливають на хороший перший шар. Чиста та рівна поверхня для 
друку та точна швидкість екструзії. Ми розглянемо швидкість потоку в наступному 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм.    36 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
посібнику з налаштування. Але спочатку ми повинні механічно вирівняти ліжко за 
допомогою 4 регулювальних гвинтів на ліжку. 
• Це можна зробити як з вимкненим, так і з увімкненим принтером. Це 
може бути легше, коли живлення вимкнено, і ви можете легко переміщати осі X і 
Y вручну. Тільки не рухайте їх занадто швидко. 
• Почніть з обертання всіх чотирьох вирівнювальних гвинтів так, щоб 
пружина була стиснута, а ложе було якнайдалі від сопла. 
• Тепер, коли вісь Z знаходиться в найнижчій точці руху, перемістіть вісь 
X до упору вліво, а вісь Y так, щоб ліжко було повністю спереду. Насадка повинна 
бути в лівому задньому куті. 
• Повертайте ручку вирівнювання в задньому лівому куті, доки ліжко не 
підніметься та торкнеться насадки. Ви можете використовувати аркуш паперу, щоб 
оцінити це, або просто ваше очне яблуко. 
• Тепер перейдіть до всіх 4 кутів і зробіть те ж саме, щоб сопло торкалося 
ліжка всіма 4 кутами. 
• Повторіть цей крок кілька разів, щоб натяг паперу під насадкою був 
приблизно таким же, щоб він міг просто почати ковзати. 
• Після того, як обігрівачі налаштовані, ми зробимо ще один прохід 
вирівнювання з температурою, щоб забезпечити деформацію та розширення. 
Другий пас, гарячий 
• Коли нагрівачі налаштовані, ми можемо здійснити другу спробу 
вирівнювання за допомогою гарячого кінця та ложа до температури друку, що 
дозволить викривити та розширити, як це було б під час друку. 
• Витягнувши нитку, нагрійте гарячу частину та нагрівач ложа до 
типових температур друку. 200c / 60c. Дайте нагрівачам досягти температури та 
зачекайте приблизно 5 хвилин, поки вона стабілізується та насититься. 
• Оскільки ми вже отримали рівне ліжко під час першого проходу, це в 
основному для врахування будь-яких змін форми через нагрівання. 
• Виконайте ту саму процедуру, що й у кроці 1, доки всі 4 кути однаково 
не захоплять папір. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 37 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
• Далі в посібнику ми розповімо про використання компенсації сітки, 
щоб перевірити рівність вашого ліжка та механічно врахувати будь-який 
викривлення чи перекіс. 
• На наступному етапі цього посібника буде виконано тестовий друк, 
щоб перевірити поверхню ложа на предмет деформації та вирівнювання, але 
спочатку ми повинні відкалібрувати екструдер. 
Вирівнювання площини станини 
• Вставте сюди мудрість. 
• Запуск команди G32 змушує мікропрограму виконувати файл макросу 
/sys/bed.g. Цей макрос зазвичай використовує команди G30 для визначення точок 
зонду окремо, включаючи додаткове коригування висоти тригера зонда Z для 
кожної точки, і зондування ліжка, а потім: 
o на принтері Delta виконайте автоматичне калібрування. Див. розділ 
Калібрування дельта-принтера 
o на декартовому принтері або принтері CoreXY виконайте 
вирівнювання площини станини, пересуваючи Z-провідні гвинти 
незалежно. Див. Вирівнювання ліжка за допомогою кількох незалежних двигунів Z 
o відобразити ручні виправлення, необхідні для гвинтів вирівнювання 
ліжка. Див. Користування ручним помічником вирівнювання ліжка 
Компенсація сітчастого ложа 
• Компенсація сітчастого ложа дозволяє принтеру регулювати висоту 
сопла під час друку, щоб компенсувати нерівність ложа або провисання порталу. 
• Зондування G29 використовує сітку точок. M557 визначає розмір і 
відстань між точками. Використовується лише для компенсації сітчастого ложа. 
o На принтері Delta ви можете, за бажанням, використовувати G32 для 
виконання автоматичного калібрування з наступним G29 для компенсації будь-
яких залишкових похибок висоти ложа. 
o На декартовому принтері або принтері CoreXY ви можете 
використовувати зондування G32 для вирівнювання шару за допомогою кількох 
незалежних двигунів Z , а потім вимірювання G29 для компенсації шару. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     38 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
• Додаткову інформацію див. у розділі Використання сітчастої 
компенсації ложа 
 
 
4.3 Калібрування екструдера E. Кроки на мм 
• Точний друк вимагає точного потоку пластику з екструдера. Це 
контролюється кількістю кроків двигуна, необхідних для переміщення 1 мм нитки 
через екструдер. Стандартне значення для Ender 3 становить 93 (або 744, якщо ви 
вибрали x128 мікрокроків, як зазначено в посібнику з налаштування). Ця 
процедура перевірить точність цього значення. 
• Вам знадобиться лінійка або штангенциркуль, маркер, нитка і 
калькулятор. 
• Огляд процедури: 
o Позначте задану довжину на нитці від корпусу екструдера 
o Задайте задану відстань екструзії 
o Виміряйте отриманий рух. 
o Різниця між запитуваною та виміряною відстанню інформуватиме про 
зміну кроків на мм. 
• Перш ніж продовжити, ваше ліжко має бути вирівняне, а обігрівачі 
налаштовані. Перегляньте попередні кроки. 
Завантажте та позначте нитку 
• Спочатку нам потрібно завантажити трохи нитки. PLA буде працювати 
добре. 
• Встановіть температуру гарячого кінця на верхню межу 
температурного діапазону для вибраної нитки. 
• Або, якщо ви обираєте холодне екструдування, відокремте двигун 
екструдера від гарячого кінця та введіть M564 H0, щоб дозволити екструдеру 
рухатися в холодному стані. 
• Завантажте нитку та проштовхніть її до кінця, поки вона не почне 
виходити з сопла. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
  39 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
• Візьміть лінійку або штангенциркуль і маркер. 
• Відміряйте 110 мм від корпусу екструдера, де нитка виходить назовні 
по всій довжині нитки. 
• Може бути складно тримати нитку рівно та точно вирівняти лінійку. 
• Позначте нитку якомога ближче до точки 110 мм. 
Витягніть 100 мм нитки 
• Тепер, коли розжарювач нагрівся до температури, а нитка розжарення 
позначена як 110 мм, ми можемо наказати екструзію. 
• Перейдіть до консолі Gcode та надішліть наступну команду, щоб 
видавити 100 мм нитки на повільній швидкості. 
• G1 E100 F60 
• Зачекайте, поки екструдер повільно проштовхне нитку. Це займе 
приблизно 100 секунд. 
Виміряйте відстань до позначки 
• Коли двигун екструдера зупиниться, виміряйте відстань від корпусу 
екструдера до позначки на нитці. 
• Під час першого проходу ми отримали 14,28 мм. 
Обчисліть нове значення кроку E 
• Використовуйте наступну формулу, щоб отримати нове значення 
кроків E на мм. 
• Old_E_Steps * (100 / (110 - Distance_To_Mark)) = New_E_Steps 
• Старе значення кроку e було 93, а відстань до позначки становила 14,28 мм 
• 93*(100/(110-14,28)) = 97,2. 
• Наше нове значення кроку E становить 97,2. 
Встановіть нове значення кроку E 
• Ми можемо використовувати M92 E97.2в консолі gcode, щоб 
тимчасово встановити нове значення e steps. 
• Можливо, вам знадобиться повторити цю процедуру кілька разів, щоб 
її набрати. Через невеликі варіації з кожним проходом кінцеве значення може дещо 
відрізнятися, але воно має почати об’єднуватися навколо стабільного значення. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 40 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
• Після 5 спроб отримуємо: • Початкове значення: 93 • 1-й прохід: 97,2 • 
2-й прохід: 96,3 • 3-й прохід: 96,2 • 4-й прохід: 96,5 • 5-й прохід: 96,8 
• Оскільки значення здається досить послідовним, ми використаємо 
середнє значення 96,5. 
• Щоб зробити зміни постійними, відредагуйте config.g (перейдіть до 
«Параметри» > «Системний редактор» > клацніть правою кнопкою миші 
«Config.g» > «Редагувати») і змініть параметр M92 E на 96.5, наприкладM92 E96.5 
• Значення кроку E залежатиме від кількох факторів, таких як діаметр 
нитки, що використовується для вимірювання, натяг пружини, що затискає нитку 
на механізмі екструдера тощо. 
• Оскільки кожна нитка дещо відрізняється, доцільніше встановити 
кроки e один раз і використовувати коефіцієнт екструзії слайсера окремо, щоб 
точно налаштувати його для кожної нитки. 
• Процедуру налаштування коефіцієнта екструзії слайсера буде показано 
далі в посібнику. 
 
4.4 Знаходження максимальної швидкісті екструзії 
• Тепер, коли ми маємо потрібну кількість нитки, що проходить через 
сопло, буде дуже корисно знати максимальну швидкість екструзії, яку може 
забезпечити ваш екструдер і гаряча частина. Це визначатиме одну з меж швидкості 
надійного друку. 
• Ви можете знайти максимальну швидкість потоку для вашого гарячого 
кінця за допомогою простого тесту та формули. Потім ви можете використовувати 
ці результати в іншій формулі для визначення життєздатних комбінацій висоти 
шару, ширини екструзії та швидкості друку. 
• Максимальна швидкість потоку = максимальна швидкість подачі * pi * 
(діаметр нитки/2) 2 
• Щоб визначити максимальну швидкість подачі, доведіть гарячу 
частину до температури, яку зазвичай бажаєте використовувати для цього 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     41 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
матеріалу, і почніть екструдувати трохи пластику. Почніть зі швидкості 1 мм/с і 
витягніть на 50 мм, потім збільште її на 1 мм/с і знову витягніть на 50 мм. 
• Повторюйте це, доки не побачите або не почуєте, як екструдер почне 
пропускати кроки. Зменште швидкість на 0,5 мм/с, доки він не перестане клацати, 
і спробуйте видавити 100 мм нитки на цій швидкості. Якщо він може підтримувати, 
ви знайшли максимальну швидкість потоку. 
• На Ender 3 Pro, використовуючи PLA, який постачався разом із 
принтером, і нагрів до 220C, я зміг екструдерувати 50 мм при 6 мм/с, але 50 мм при 
7 мм/с пропустив. 100 мм при 6 мм/с також пропущено. 200 мм при 5 мм/с 
працювало нормально, тому 5 мм/с буде максимальною швидкістю подачі. 
• Максимальна швидкість потоку = 5 мм/с * 3,14 * (1,67 мм/2) 2 = 10,9 
мм 3 /с 
• Отже, для простоти та для додавання певного фактора безпеки ми 
скажемо, що типовий екструдер Ender 3 Pro і комбінований екструдер з гарячим 
концом можуть надійно екструдувати 10 кубічних мм на секунду. Принаймні для 
цього PLA при цій температурі. Кожен матеріал дещо відрізнятиметься, але це 
хороша відправна точка, і її слід більш-менш застосовувати. 
Відео-приклад пропуску екструдера 
• Екструдер пропускає, коли намагається екструдувати PLA при 210C зі 
швидкістю 6 мм/с 
• Зменшення швидкості до 5 мм/с дозволяє успішно екструдувати 50 мм 
нитки. 
• Підвищення температури також може використовуватися для 
збільшення максимальної пропускної здатності екструдера, але за рахунок 
продуктивності звису та перекриття. 
Об’ємне обмеження по відношенню до швидкості 
• Тепер, коли ми встановили об’ємне обмеження для hotend, ми можемо 
гарантувати, що наша комбінація швидкості, ширини екструзії та висоти шару не 
перевищить цю межу. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     42 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
• Спочатку ми повинні визначити, яку висоту шару та ширину екструзії 
ми будемо використовувати. Ender 3 поставляється з соплом діаметром 0,4 мм, 
тому оптимальною комбінацією буде ширина екструзії 0,4 мм і висота шару 0,2, 
просто щоб це було просто для цілей цього посібника. 
• Далі ми можемо визначити максимальну швидкість друку, яку ми 
можемо використати, залишаючись у межах об’ємного обмеження 10 мм 3 /с, 
використовуючи формулу Максимальна швидкість друку = Об’ємне обмеження / 
(Висота шару * Ширина екструзії) 
• Максимальна швидкість друку = 10/(0,2*0,4) = 125 мм/с Отже, тепер у 
нас є обмеження швидкості для цієї комбінації. 
• Зауважте, що це не враховує ідеальну швидкість друку для механіки 
принтера або здатність досить швидко охолоджувати екструдований пластик. 
• Зауважте, що якщо ми збільшуємо ширину екструзії або висоту шару, 
обмеження швидкості зменшується. Наприклад, з висотою шару 0,3 і шириною 
екструзії 0,5: максимальна швидкість друку = 10/(0,3*0,5) = 66 мм/с 
• Пам’ятайте про ці обмеження, вибираючи налаштування слайсера. 
Коефіцієнт екструзії слайсера з точним налаштуванням 
• Спочатку ми налаштували потік екструдера, встановивши приблизне 
значення кроків E на мм. Тепер ми можемо точно налаштувати швидкість екструзії 
в слайсері для кожного типу нитки, який ми хочемо використовувати. 
• Кожен слайсер називає це дещо інакше. Slic3r називає це множником 
екструзії на вкладці властивостей нитки. Cura називає це Flow rate %. 
• Щоб отримати найкращі результати, вам потрібно буде внести невеликі 
коригування для кожного типу пластику та навіть іноді між різними рулонами 
однієї марки та типу. Якщо ваші кроки E правильні та виміряно з ниткою подібного 
діаметру, значення 100% або 1,0 може бути правильним. 
• Перший крок — надати слайсеру точні розміри для вашої 
нитки. Номінальний діаметр типової нитки розжарювання становить 1,75 мм, але 
на практиці він може значно відрізнятися. Для цього слайсер дозволяє вказати 
точніші вимірювання для використання в обчисленнях. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. 43 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
• Для цього за допомогою штангенциркуля виміряйте діаметр нитки 
розжарювання в кількох місцях на відстані кількох метрів і принаймні в двох 
напрямках, повернутих на 90 градусів (якщо вона овальна, і всі вони 
є). Використовуйте середнє значення як діаметр нитки у слайсері. З мого досвіду 
найпоширенішим діаметром є діаметр від 1,68 до 1,72. 
• Зазвичай достатньо виміряти початок нового рулону, але іноді він може 
змінюватися протягом рулону, тому може бути корисним вимірювати перед 
кожним відбитком. 
• Далі ми використаємо фактичний тестовий друк, щоб допомогти нам 
набрати множник екструзії. 
 
 
4.5 Друк перевірки рівня ліжка 
• Тепер, коли ліжко вирівняно вручну, а коефіцієнт екструзії 
відкалібровано, настав час перевірити, наскільки рівним є ліжко. 
• Цього разу надрукуйте тест рівня STL із Thingiverse 
• Використовуйте 0,4 ширини екструзії та 0,2 висоти першого шару. Це 
надрукує серію концентричних квадратних ліній, які покривають усе ліжко. Ви 
зможете побачити, де насадка знаходиться надто близько до ліжка або надто далеко 
від ліжка. 
• У моєму випадку ліжко має провал посередині. Ви можете побачити 
проміжки між лініями в центральних квадратах і з’єднані лінії в напрямку до країв 
ліжка. Регулювання вирівнювальних гвинтів не зможе вирішити цю проблему. 
• Деякий перекіс можна виправити, відрегулювавши вирівнювальні 
гвинти, але увігнуту або опуклу форму можна виправити лише за допомогою 
компенсації сітчастого ложа, для цього знадобиться Z-зонд. 
• Якщо зонд Z не є варіантом, ви можете обійти це, використовуючи 
дитячі кроки під час першого шару або збільшивши швидкість потоку першого 
шару, щоб видавити більш товсту лінію, щоб заповнити проміжок у зоні занурення, 
і зменшити її знову для зовнішня область. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     44 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
• Ще один вихід - замінити ліжко плоским листом скла або алюмінію. 
 
4.6 Налаштування руху 
• Набір макросів, які допомагають налаштувати рух, можна знайти в цій 
публікації на форумі 
• Весь Посібник з калібрування Teaching Tech також здається досить 
непоганим. 
Швидкості, ривок і прискорення 
Вставте сюди мудрість. (Текст нижче додано Яном із повідомлення на 
форумі ) 
• M203 - максимальна швидкість. Перегляньте словник 
gcode M203 . Навіть якщо ви надішлете команду GCode зі швидкістю подачі, 
вищою за цю, мікропрограма обмежить швидкість цим параметром. 
• M566 — це «миттєва зміна швидкості», також відома як 
«ривок». Перегляньте словник gcode M566 . Якщо вісь не рухається, то ви 
командуєте рухом, вона спробує почати рух із цією швидкістю. Усі машини 
пропускатимуть кроки, якщо ви встановите це значення занадто високо. Тому що 
ви намагаєтеся негайно перемістити вісь на великій швидкості. Звичайне значення 
для M566 становить від 300 до 900. Якщо ви встановите його занадто високо, це 
може обмежити прискорення та спричинить сильне тремтіння вашої машини від 
різких стартів. Якщо ваша вісь важка, то вона повинна бути нижче. Як правило, 
краще встановити низьке значення M566 (наприклад, 300) і встановити 
прискорення (M201) вище. Це має зменшити різкі рухи машини, але все одно 
забезпечить хорошу швидкість. Додайте примітку щодо політики ривків, 
параметр P. 
• М201 - розгін. Перегляньте словник gcode M201 . Збільште це 
значення для осі, щоб швидше досягти високої швидкості. 2000 – досить низький 
показник. Деякі машини можуть досягати 20 000. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм.    45 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Щоб налаштувати ці три, залежить від машини, що можна встановити, і вам 
потрібно буде поекспериментувати, щоб знайти найкращі значення для кожної осі 
(X, Y і Z). Звичайна процедура налаштування цих параметрів така: 
• Знайдіть для кожного значення, яке працює, наприклад, M566 X300, 
M201 X2000, M203 X5000 
• Змініть одне значення, знайдіть, де є втрата кроку, наприклад M201 
X10000 
• Розділіть різницю між значеннями вдвічі, наприклад M201 X6000, а 
потім перевірте 
o Якщо це працює, зменшіть різницю вдвічі з більшим числом і перевірте 
ще раз, наприклад, M201 X8000 
o Якщо це не працює, зменшіть різницю вдвічі меншим числом і 
перевірте, наприклад, M201 X4000 
• Повторіть, використовуючи найвище значення, яке працює, і найменше 
значення, яке не працює. 
• Коли ви знайдете найвище значення, яке працює, наприклад, M201 
X5000, встановіть 80% цього значення, наприклад, M201 X4000. Це дає вам певну 
гнучкість. 
Ця техніка називається «двійковий пошук». Ви можете використовувати 
його для налаштування всіх параметрів для кожної осі. 
ретракція 
• Вставте сюди мудрість. 
• Посібник з налаштування ретракції Teaching Tech 
• Апаратне втягування: G10 , G11 , M207 
Випередження тиску 
• Вставте сюди мудрість. 
• M572 
• Див. Налаштування випередження тиску 
Вхідне формування 
• Вставте сюди мудрість. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
  46 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
• M593 
• Підключіть акселерометр 
• Вхідне формування 
• Майте на увазі, що вам потрібно буде повторно налаштувати Pressure 
Advance після того, як ви налаштували Input Shaping. Попередження тиску 
відрізнятиметься від формувача до формувача та від частоти до частоти. 
 
4.7 Оптимальні налаштування слайсера 
• Профілі слайсера за замовчуванням доступні для Ender 3 Pro і Duet 3 
Mini 5+: 
• Кура: 
• PrusaSlicer: 
 
 
4.8 Нарізка моделі та передача інструкцій у мікроконтролер 
Цей крок, можливо, найцікавіший у довгому процесі руху від ідеї до 
реального тривимірного об'єкта, тому що він розкриває в найтонших і найглибших 
подробицях роботу 3D принтера з перетворення грубої пластикової нитки на наші 
красиві творіння. Підготовка 3D моделі до друку - це тонка комбінація технічних 
знань, науки і мистецтва, і потрібно багато часу, щоб освоїти цю процедуру. 
Перед друком нашу модель (збережену або експортовану в STL-файл) слід 
перетворити на набір інструкцій для принтера (стандартний формат, що 
називається g-кодом): це завдання називається нарізкою (бо модель "нарізають" на 
безліч тонких горизонтальних шарів, які послідовно надрукують), виконують за 
допомогою комплексу програм, які називаються слайсерами (рисунок 4.1). 
Фактично, інформація, що міститься в STL-файлі, є марною для принтера 
тому, що вона містить лише довгий список координат <X,Y,Z>, що визначають 
вершини, які становлять безліч багатокутних поверхонь сітки об'єкта (рисунок 25). 
 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 47 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 4.1 - Головне вікно програми-слайсера 
Принтеру потрібна дуже різна інформація: рухи друкуючої голівки та/або 
платформи в різних напрямках X, Y і Z, кількість пластмаси, що видавлюється, і 
точний час, коли потрібно починати й припиняти видавлювання, температура 
сопла та друкарської платформи, і так далі... 
Це "перетворення" з координат вершин на команди друку - досить важке в 
обчислювальному сенсі завдання, і не може оброблятися в реальному часі 
обмеженим процесором самого принтера під час друку, тому це має бути зроблено 
заздалегідь на зовнішньому комп'ютері. Інша причина чинити таким чином полягає 
в тому, що такий процес нарізання вимагає цілої низки додаткових параметрів, які 
має надати користувач (наприклад, висота шару - це лише найочевидніший, але ще 
багато інших), і графічний інтерфейс реального комп'ютера робить це завдання 
набагато простішим. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 48 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 
 
Рисунок 4.2 - Полігональна сітка моделі формату stl та її текстовий вигляд 
 
Стандартна процедура нарізки, виходячи з вищеописаного, приблизно така: 
– запустіть програму слайсер на головному комп'ютері; 
– завантажте STL-файл моделі; 
– перетворюйте/масштабуйте/обертайте модель, поки вона не буде 
правильно позиціонована на робочій платформі; 
– введіть усі параметри, необхідні для правильного друку; 
– почніть процес нарізки і чекайте, поки не буде створено весь g-код; 
– надішліть g-код принтеру через USB-з'єднання. 
Перші два кроки цілком очевидні, але третій може вимагати деякої 
додаткової інформації. 
Програма нарізки налаштована з усіма параметрами 3D-принтера, які 
можуть знадобитися, тому вона знає розміри друкарської платформи і може 
продемонструвати розташування моделі відносно неї. 
Користувач може переставляти модель у трьох осях, поки вона не буде 
відцентрована, і не буде розташовуватися точно на поверхні основи (вона не 
повинна бути "підвішена в повітрі"), а також обертати її, якщо потрібно. 
Можливість масштабувати модель також дуже корисна, тому що у файлі 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 49 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
STL одиниця довжини ніколи не визначається, тому може вийти так, що програма 
моделювання буде використовувати сантиметри, в той час як слайсер очікує 
міліметри, і в результаті вийде модель в 10 разів менша, тому необхідно 
враховувати цей фактор. 
Інша причина трохи збільшити масштаб моделі (приблизно на 0.5 % для 
ABS, ще менша для PLA) - це стиснення пластмаси під час охолодження при 
кімнатній температурі (тепловий коефіцієнт розширення ABS зазвичай близько 
75×10-6 °K-1, за умови його затвердіння за 100 °C і охолодження до 25 °C, що дає 
фактор стиснення приблизно 0.5 %). 
На п'ятому кроці наша 3D-модель "нарізається" на безліч горизонтальних 
шарів (рисунок 4.3), перетворюючись на стопку тонких деталей, кожну з яких 
обробляють окремо, щоб розрахувати найкращий шлях сопла під час укладання 
розплавленої пластмаси в потрібних місцях; повторюючи цей маршрут, головка, 
що друкує, практично проробляє таку саму роботу (тобто шар за шаром). 
 
Рисунок 4.3 - Перетворення 3D-моделі у виріб 
Це найвідповідальніша частина цілого процесу друку, тому що заключна 
якість надрукованого об'єкта визначається майже повністю правильним вибором 
значень для безлічі різних параметрів нарізки. Тому четвертий крок справді 
важливий, і ми маємо вивчити значення принаймні найважливіших параметрів 
нарізки. На жаль, вони по-різному названі та визначені в різних доступних 
програмах нарізки. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
  50 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
4.9 Алгоритм отримання моделі 
У процесі втілення моделі залучено багато різних речей, які мають 
взаємодіяти і злагоджено працювати: 
– перший крок - це створення 3D-моделі нашої ідеї, цифрового 
двійника об'єкта, який ми хочемо надрукувати (етап цифрового моделювання); 
– другий крок - створення файлу правильного формату (зазвичай "STL"), 
що містить усю геометричну інформацію, необхідну для відображення нашої 
цифрової моделі (етап експортування); 
– також можна завантажити цифрову модель з інтернету (наприклад, з 
Thingiverse); 
– якщо наша модель була спроектована не особливо ретельно, в ній 
можуть бути дефекти. Ми повинні спробувати виправити їх за допомогою 
програми (етап відновлення полігональної сітки); 
– третій крок - перетворення цифрової моделі (технічно це тривимірний 
образ цільної поверхні (сітки), осередками якої є трикутники) на список інструкцій 
(G-код), які розуміє 3D-принтер (етап нарізки або "slicing"), або написати інструкції 
вручну; 
– четвертий крок - дати принтеру список інструкцій, наприклад, через 
USB-з'єднання з ПК (етап з'єднання); 
– п'ятий крок - запустити 3D-принтер, почати друкувати і чекати 
результату (друк); 
– шостий крок - зняти щойно створений об'єкт з робочої платформи, 
видалити допоміжні частини (тобто опорні опори, що підтримують, та/або 
підкладку - якщо вони є), очистити його поверхні (етап кінцевого оброблення). 
Є ще кілька моментів, які теж потрібно врахувати, щоб результат був 
успішним: калібрування 3D-принтера, тип і якість пластикової нитки, тип поверхні 
друкованої платформи [22]. 
 
  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм.    51 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
5 Технологія компіляції прошивки 
 
RepRapFirmware постачається у вигляді готового двійкового файлу; 
фактично всі материнські плати Duet працюють з однаковою мікропрограмою, хоча 
є відмінності в функціях кожної плати. 
Усі конфігураційні та специфічні для машини параметри визначаються у 
файлі /sys/config.g на вбудованій SD-карті (або на SD-карті підключеного 
одноплатного комп’ютера). Це включає конфігурацію для мережі, крокових 
двигунів, обмежень осей, кінцевих упорів, зондів, датчиків температури, 
нагрівачів, вентиляторів та інструментів. 
SD-карта також зберігає системні макроси. Вони використовуються для 
того, щоб повідомляти машині, що робити під час повернення до початкової точки, 
перевірки, призупинення, відновлення чи скасування завдання. 
Ви можете редагувати ці конфігураційні файли (і іноді це потрібно) або в 
веб-інтерфейсі, або перемістивши SD-карту на ПК і скориставшись звичайним 
текстовим редактором. Ви також можете змінити ці параметри на льоту, 
надіславши відповідні G-коди. 
Однак створити ці конфігураційні файли вручну може бути складно. З цієї 
причини ми пропонуємо використовувати RepRapFirmware Configuration Tool , щоб 
налаштувати початкову конфігурацію вашої машини. Це створить набір файлів для 
розміщення на SD-карті, включно з config.g і системними макросами для 
початкового переходу, зондування, призупинення відновлення та скасування, серед 
іншого. 
Налаштування конфігурації вимагає деяких базових механічних та 
електричних знань про машину, до якої підключається Duet. Цю інформацію 
зазвичай можна отримати з документації виробника або за допомогою пошуку 
Google. Якщо ви оновлюєте існуючу машину, мікропрограма наявної електроніки 
може повідомляти про поточну конфігурацію, надсилаючи M501 . У крайньому 
випадку ви можете виміряти. Перелік необхідних деталей і загальних значень для 
них можна знайти в посібнику користувача: Адаптація наявного принтера до Duet. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     52 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
1 Початок  
Щоб розпочати налаштування машини, перейдіть до засобу налаштування 
RepRapFirmware . 
• Якщо у вас є одна з машин у списку, виберіть її, щоб завантажити 
профіль за замовчуванням для цієї машини. В іншому випадку виберіть «Власна 
конфігурація». 
• Якщо ви вже налаштували свою машину, але хочете внести зміни, ви 
можете вибрати «Використовувати існуючу конфігурацію». Вам буде 
запропоновано завантажити 'config.json', який виводиться як частина zip-файлу в 
кінці процесу налаштування. 
•  
 
 
Рисунок 5.1 -  Початок налаштування 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. 53 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
2. Загальні 
Загальні переваги 
• Виберіть тип дошки Duet зі спадного списку. 
• Виберіть версію мікропрограми зі спадного списку. Ми рекомендуємо 
використовувати останню версію RepRapFirmware. Див. посібник користувача: 
Оновлення мікропрограми . 
• Назвіть свій принтер. Якщо ви використовуєте mDNS ( опис див. тут ), 
ви можете отримати доступ до свого принтера через мережу за ім’ям, а не за IP-
адресою. 
• Якщо ви використовуєте свій Duet, підключений до одноплатного 
комп’ютера (SBC, наприклад Raspberry Pi), зніміть прапорець «Запускати в 
автономному режимі без SBC». 
• Виберіть «Читати config-override.g», щоб увімкнути читання файлу, 
який містить додаткову автоматично згенеровану конфігурацію. Докладніше див . 
у M500 . 
• Виберіть «Зберегти стан друку у разі збою живлення», щоб увімкнути 
пристрій для відновлення друку після збою живлення. 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 54 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 
 
Рисунок 5.2 -  Загальні налаштування 
 
Геометрія принтера 
• Виберіть геометрію принтера. Інструмент конфігурації підтримує 
лише декартові, CoreXY, CoreXZ і (лінійні) Delta. Якщо ваша машина має іншу 
кінематику/геометрію, ви все одно можете використовувати інструмент 
налаштування; виберіть геометрію, яка найбільше відповідає вашій машині, а потім 
дотримуйтесь документації щодо кінематики (див. Примітки на початку цього 
посібника). 
• Якщо ви виберете декартовий , CoreXY або CoreXZ , встановіть 
обмеження для осей X, Y і Z. Зазвичай це розмір ліжка та максимальна висота, до 
якої можна друкувати. 
o Насадка знаходиться на X0 Y0 зазвичай у передній лівій частині 
ліжка; позитивне переміщення осі X переміщує сопло зліва направо, а позитивне 
переміщення осі Y переміщує його спереду назад. Якщо у вас є машина, в якій 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 55 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
ліжко рухається по осі Y, ліжко рухатиметься ззаду наперед; насадка 
рухається відносно спереду назад. Позитивне переміщення Z збільшить відстань 
між соплом і ложем; вісь Z або переміщує сопло вгору, або переміщує ліжко вниз. 
o Якщо сопло може вийти за край ліжка, перш ніж торкнутися кінцевого 
упору, ви можете використовувати від’ємні значення. Наприклад, якщо сопло 
проходить на 20 мм над краєм ліжка перед тим, як зупинитися на мінімальному 
кінцевому упорі X, поставте «-20» у «X мінімум». 
o Ви можете встановити X0 Y0 на середину ліжка. Див. посібник 
користувача: Центрування ліжка або налаштування положення ліжка . 
• Якщо ви обираєте Delta , вам потрібно буде ввести деяку інформацію 
про геометрію Delta. Це не обов’язково має бути точним; Вам все одно доведеться 
відкалібрувати Delta пізніше. Детальну інформацію див. у розділі Калібрування 
дельта-принтера . 
o X0 Y0 буде в центрі ліжка. 
 
Рисунок 5.3 -  Налаштування геометрії 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     56 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
Домашні переваги 
• У цьому розділі визначаються швидкості наведення та величина 
підйому Z між точками зондування. Залиште як є, якщо ви не знаєте швидкість і 
висоту занурення Z, які хочете використовувати. 
• Є кілька прапорців, які ви можете встановити, щоб збільшити ці висоти, 
якщо це перший раз, коли ви налаштовуєте машину, і хочете бути обережними. 
•  
3. Відображення вводу/виводу 
Якщо ви налаштовуєте для RRF 2.x або ранішої версії, ця сторінка дає лише 
можливість додавати до конфігурації плати розширення. 
 
 
Рисунок 5.4 -  Додавання плати розширення 
 
Плати розширення 
• Додайте будь-які плати розширення, підключені до материнської 
плати. Це може бути DueX2/5 для Duet 2 WiFi/Ethernet або будь-яка з плат 
розширення CAN для Duet 3. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 57 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Диски 
• Визначте, який приводний двигун осі підключається до якого драйвера 
на Duet (материнська плата чи плата розширення), а також вхідні контакти, до яких 
підключено кінцевий упор для цієї осі, якщо потрібно. 
• Зверніть увагу , що RRF підтримує рівно один кінцевий упор на 
двигун на одному кінці осі. 
• Зауважте, що інструмент налаштування наразі може створювати лише 
осі X, Y, Z та E (екструдер). Якщо вам потрібні додаткові осі, вам потрібно буде 
створити їх вручну, відредагувавши config.g. 
• Зауважте, що інструмент конфігурації ще не підтримує створення осей 
із кількома двигунами, коли двигуни працюють на різних драйверах. 
• Щоб створити додаткові осі або вісь із декількома двигунами на різних 
драйверах, див. посібник користувача: Налаштування крокових двигунів . 
Відображення вентиляторів 
• Визначте, до яких контактів підключаються вентилятори. 
• FAN 0 зазвичай є вентилятором охолодження частини. ВЕНТИЛЯТОР 
1, як правило, є вентилятором для охолодження гарячої частини, і часто 
налаштований на термостатичний (тобто контрольований температурою) режим 
роботи. 
• Перегляньте Посібник користувача: Підключення та налаштування 
вентиляторів , щоб дізнатися більше про підключення та налаштування дво-, три- 
та чотиридротових вентиляторів. 
Обігрівачі 
• За потреби додайте або видаліть обігрівачі. 
• Визначте кожен нагрівач як нагрівач ліжка, сопла або камери та до яких 
вихідних контактів нагрівач підключатиметься. Перегляньте Посібник 
користувача: Огляд обігрівача , щоб дізнатися більше про підтримку обігрівача. 
• Визначте канал вимірювання температури для кожного 
нагрівача. Термістори та датчики температури PT1000 можна підключати 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     58 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
безпосередньо до плати, для яких PT100 і термопари потрібна додаткова дочірня 
плата температури. 
• Додаткову інформацію див. у посібнику користувача: Вибір датчиків 
температури . 
Z-зонд 
• Виберіть вхідний контакт для вашого датчика. 
• Дуже мало зондів модулюються; залиште поле пустим, якщо ви не 
знаєте, що це ваш. 
• Лише зонди, які потрібно розгортати/втягувати, як-от BLTouch, 
потребують встановлення каналу керування ШІМ. 
• Перегляньте Посібник користувача: Вибір Z-зонда , щоб дізнатися 
більше про вибір відповідного зонда, і Посібник користувача: Підключення Z-
зонда для підключення та налаштування. 
4. Двигуни 
 
 
Рисунок 5.5 -  Налаштування двигунів 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 59 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 
Рисунок 5.6 -  Налаштування двигунів 
 
Ця сторінка визначає напрямок крокового двигуна, мікрокроки, кроки на 
мм, швидкості, прискорення та струм. 
Сокири і екструдер 
• Параметри двигуна залежатимуть від вашого вибору двигуна, системи 
руху та кінематики. Найкраще почати з консервативних налаштувань і збільшувати 
їх у міру налаштування машини. 
• Зазвичай ми радимо використовувати мікрокроки x16 з 
інтерполяцією; крокові двигуни зазвичай не здатні до вищої роздільної здатності 
або повторюваності при використанні вищих мікрокрокових режимів. 
• Для кроків на мм є вбудований калькулятор, який допоможе вам 
розрахувати правильну кількість. Він може обчислювати кроки на мм для стрічки, 
ходового гвинта та екструдера. 
• Максимальна зміна швидкості, максимальна швидкість і прискорення 
залежатимуть від вашого вибору двигуна, системи руху та кінематики. Найкраще 
починати повільно, потім збільшувати, щоб знайти межу (тобто де кожна вісь 
втрачає кроки або є занадто сильна вібрація), потім зменшувати, доки не знайдете 
безпечне налаштування, яке працює як потрібно. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 60 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
• Типове налаштування струму двигуна становить від 60% до 85% від 
номінального струму ваших крокових двигунів. 
• У разі конфігурації для RRF 2.x і попередніх версій у вас буде 
можливість вибрати, до якого драйвера двигуна підключається кожен привод. 
Зниження струму двигуна 
• Мотори можуть видавати чутне шипіння, коли стоять, а також 
нагріватися. Прошивка може суттєво зменшити струм двигуна під час простою, не 
втрачаючи положення. 
• Ці два поля встановлюють струм холостого ходу та час до його 
ввімкнення після останнього руху будь-якої осі. 
5. Кінцеві упори 
 
Рисунок 5.7 -  Налаштування кінцевого упору 
 
Конфігурація кінцевої зупинки 
• Встановіть тип і розташування кінцевого упору. 
• Деякі параметри типу кінцевої зупинки будуть недоступні, якщо їх не 
було налаштовано на сторінці зіставлення вводу/виводу, у розділі Диски (RRF 3.x). 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 61 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
• Повернення до самонаведення без датчиків – це коли двигун 
зупиняється в кінці свого ходу. Додаткову інформацію див. у посібнику 
користувача: Виявлення зупинки та бездаткове повернення . 
• У разі конфігурації для RRF 2.x і раніших версій замість «Перемикач» 
ви зможете вибрати тип перемикача «Активний високий (NC — нормально 
закритий)» або «Активний низький (N0 — нормально відкритий)». 
• Для «Розташування кінцевої зупинки» «Нижня межа» — це місце, де 
вісь знаходиться на мінімумі. Для X і Y це мінімальний набір на сторінці «Загальні» 
в розділі «Геометрія принтера». Для Z це місце, де сопло торкається ліжка (ліжко 
рухається вгору, щоб торкнутися сопла, або сопло рухається вниз, щоб торкнутися 
дна), і зазвичай Z0. 
Z зонд 
• Деякі типи зондів будуть недоступні, якщо їх не було налаштовано на 
сторінці зіставлення вводу/виводу, розділ Z Probe (RRF 3.x). 
• Встановіть зміщення зонда, швидкість зонду та висоту тригера. Вони 
будуть виміряні під час введення в експлуатацію; див. Перевірка та калібрування 
Z-зонда 
• Залежно від типу датчика встановіть значення тригера, час відновлення 
та канал керування сервоприводом (лише BLTouch, RRF 2.x), хоча зазвичай 
значення за замовчуванням підходять. 
• Дивіться посібник користувача: Вибір Z-зонда та Підключення Z-
зонда для отримання додаткової інформації та параметрів. 
6. Обігрівачі 
Визначте нагрівачі, підключені до вашої машини. 
• Якщо ви вибрали RRF 3.x на сторінці «Загальні», тип (ліжко, камера, 
сопло), кількість і вихідні контакти нагрівачів, а також тип датчика температури та 
вхідні контакти визначаються на «Відображення вводу/виводу» сторінки. 
• Якщо ви вибрали RRF 2.x на сторінці «Загальні», визначте тут тип 
(ліжко, камера, сопло), кількість і вихідні контакти нагрівачів, а також тип датчика 
температури та вхідні контакти. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     62 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
 
Рисунок 5.8 -  Налаштування обігрівачів 
Загальні налаштування обігрівача 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 63 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
• Якщо налаштовано, нагрівачі ліжка та/або камери можна встановити на 
«PID» або «Bang-bang». Неважливо, який саме ви виберете, оскільки всі нагрівачі 
будуть налаштовані під час введення в експлуатацію за допомогою M303 . 
Конфігурація обігрівача 
• Розділ «Конфігурація нагрівача» встановлює температуру нагрівача та 
обмеження ШІМ, а також параметри для термісторів. 
• ВАЖЛИВО! Щоб отримати точні показники температури, ви повинні 
ввести параметри, які відповідають датчику температури. Інакше ваша машина 
може повідомити завищену або занижену температуру! Використовуйте 
специфікацію виробника для датчика, якщо можливо. 
• Якщо натиснути на поля параметрів «R25», «Beta» або «C» для 
нагрівача, з’явиться спливаюче вікно, у якому можна вибрати тип термістора зі 
спадного списку. 
• Якщо вашого конкретного термістора немає в списку, клацніть 
«Власний» у розкривному списку, щоб відкрити калькулятор параметрів 
термістора. Введіть для нього значення, щоб розрахувати для вас коефіцієнти 
термістора. 
• Якщо ви знаєте параметри свого термістора, ви можете ввести їх 
безпосередньо в поля R25, beta та C. 
• Якщо ви вибрали PT1000, PT100 або термопару як датчик температури 
для нагрівача, ігноруйте значення; вони будуть перезаписані відповідними 
значеннями для вибраного датчика. 
7. Вентилятори 
 
Рисунок 5.9 -  Налаштування вентиляторів 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
  64 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Вентилятори охолодження 
• У 3D-принтері з однією друкуючою головкою FAN 0 зазвичай 
призначається як вентилятор охолодження друку, а FAN 1 для вентилятора 
радіатора гарячого кінця. Це найпростіша конфігурація для використання, оскільки 
це те, що більшість програмного забезпечення для нарізки G-коду (і мікропрограми 
в RRF 2.x і попередніх версіях) очікує за замовчуванням. 
• Встановіть початкову швидкість вентилятора та частоту 
ШІМ. Перевірте технічні характеристики свого вентилятора, щоб дізнатися, на якій 
частоті ШІМ він працює найкраще. 
• Кожен вентилятор можна налаштувати у вбудованому програмному 
забезпеченні як вентилятор, керований gcode, або як вентилятор, керований 
термостатом. Якщо ви обираєте термостатичний контроль, установіть нагрівач, 
який контролюється, і температуру, яка запускає вентилятор. 
• У разі налаштування для RRF 2.x і раніших версій у вас буде 
можливість додавати/вилучати вентилятори та інвертувати потужність 
вентилятора. За замовчуванням вентилятори зіставляються з відповідними 
вихідними контактами, але їх можна переналаштувати за допомогою M106 із 
параметром A. 
• Додаткову інформацію див. у посібнику користувача: підключення та 
налаштування вентиляторів . 
•  
8. Інструменти 
 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 65 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Параметри інструментів 
• Зазвичай найкраще вибрати «Зачекайте, поки температура інструменту 
буде досягнута під час зміни інструменту». 
• «Вибрати перший інструмент під час запуску» додає відповідний 
код T у кінець конфігурації. Зауважте, що в RRF 3.3 і пізніших версіях макроси 
зміни інструментів запускатимуться під час запуску. Докладніше див. у 
розділі Кілька інструментів і макроси зміни інструментів . 
Інструменти 
• У цьому розділі ви можете додавати та/або видаляти інструменти. Для 
встановлення однієї насадки/екструдера вам потрібен лише один інструмент. 
• Нумерація інструментів зазвичай починається з 0. RRF 3.3 підтримує 
створення до 50 інструментів (пронумерованих від 0 до 49). 
• Для кожного інструменту встановіть номер інструмента, назву 
(необов’язково), а також приводи екструдера, нагрівачі та вентилятори 
охолодження друку. 
• Якщо у вас є налаштування кількох інструментів, ви можете визначити 
вентилятор охолодження друку кожного інструмента як частину інструменту. Це 
вирішує проблему програмного забезпечення Slicer, яке не підтримує вентилятори 
охолодження з кількох частин. 
• Вентилятори з термостатичним керуванням не налаштовані як частина 
інструменту. 
• Якщо у вас є інструмент, який використовує кілька екструдерів (тобто 
змішувальний гарячий кінець), якщо ви виберете більше ніж один привід 
екструдера, з’явиться додатковий стовпець із співвідношеннями 
змішування. Потім ви можете визначити співвідношення змішування для кожного 
приводу екструдера. 
 
 
 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 66 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
9. Компенсація 
 
Рисунок 5.10 -  Налаштування компенсацій 
 
Зондування ложа для сітчастої компенсації ложа 
• Компенсація сітчастого ложа дозволяє принтеру регулювати висоту 
сопла під час друку, щоб компенсувати нерівність ложа або провисання порталу. 
• Встановіть область ложа, яку потрібно досліджувати для компенсації 
сітчастого ложа. 
• Деякі ділянки ліжка можуть бути недоступні для зонда, якщо він має 
велике зміщення від сопла; врахувати це зміщення в мінімальному та 
максимальному числах. 
• Встановіть інтервал сітки. Для кожної сітки можна відібрати до 441 
точки зонда. 
• Додаткову інформацію див . у розділі «Компенсація сітки» . 
Компенсація ортогональної осі 
• RepRapFirmware дозволяє компенсувати той факт, що осі X, Y і Z вашої 
машини не були зібрані під ідеальним прямим кутом. 
• Як правило, вам потрібно мати можливість надрукувати еталонний 
об’єкт, а потім виміряти його, перш ніж мати можливість вводити числа в ці поля. 
• Докладніше див . у M556 . 
 
 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     67 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
10. Дисплей 
 
Рисунок 511 -  Налаштування дисплею 
 
Ця сторінка відображається, лише якщо ваш Duet підтримує дисплей 12864, 
тобто Duet 3 Mini 5+ або Duet 2 Maestro. 
• Виберіть 12864 Дисплей присутній, якщо ви підключаєте цей дисплей. 
• Якщо вибрано, можна вибрати деякі інші параметри, наприклад кроки 
кодувальника та частоту SPI. Додаткову інформацію див. у посібнику користувача: 
підключення дисплея 12864 . 
• Інформацію про систему меню див. у посібнику користувача: система 
меню дисплея 12864 
• Додано підтримку 12864 дисплеїв у Duet 2 WiFi/Ethernet, але для цього 
потрібен RRF 3.2 або новішої версії, а також додаткове обладнання та комплект 
проводів. Додаткову інформацію див. у посібнику користувача: підключення 
дисплея 12864 . 
 
 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 68 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
11. Мережа 
 
 
Рисунок 5.12 -  Налаштування мережі 
 
 
Мережеві налаштування 
• Майже напевно, ви захочете «Увімкнути мережу» 
• Введіть пароль, щоб вимагати пароль доступу до DWC. Зауважте, що 
оскільки пароль надсилається незашифрованим, він не забезпечує (і не передбачає) 
високого рівня безпеки. Але на машинах, які (скажімо) у мережі, це може запобігти 
бездіяльності. 
• Якщо ви налаштовуєте Wi-Fi-обладнаний Duet, ви можете ввести ім’я 
WiFi SSID і пароль. Буде створено файл конфігурації під назвою «runonce.g», який 
запускатиметься, а потім буде видалено під час перезавантаження, що налаштує 
Wi-Fi Duet. 
• Отримати динамічну IP-адресу через DHCP 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 69 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
o Якщо вибрано, ваш Duet отримає свою IP-адресу від мережевого 
сервера DHCP. 
o Якщо не вибрано, ви можете визначити IP-адресу, маску підмережі та 
адресу шлюзу для використання. Якщо налаштувати їх на пристрої Duets із Wi-Fi, 
їх буде додано до файлу конфігурації «runonce.g» і встановлено під час наступного 
перезавантаження після завантаження в Duet. У Duets, оснащених Ethernet, ці 
параметри додаються до команди M552, яка вмикає роботу в мережі, у config.g. 
• Увімкніть HTTP, щоб дозволити доступ до веб-консолі Duet 
• Увімкніть FTP і Telnet, щоб ці служби були доступні на Duet. 
• Додаткову інформацію див. у посібнику користувача: Мережа . 
12. Закінчити 
 
Рисунок 5.13 -  Завершення налаштування 
 
 
Додаткові файли 
• Якщо ви вибрали «Отримати останню версію Duet Web Control», 
поточний випуск DWC буде додано до комплекту конфігурації. 
• Якщо ви вибрали «Отримати останню версію RepRapFirmware», 
поточний випуск RRF буде додано до комплекту конфігурації. 
Різне 
• Якщо ви підключаєте PanelDue, поставте прапорець біля пункту 
«Увімкнути підтримку PanelDue». Це додає до конфігурації GCode, який ініціалізує 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 70 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
зв’язок із PanelDue. Додаткову інформацію див. у посібнику користувача: 
Підключення PanelDue . 
• У кінці config.g є місце для введення будь-якого спеціального GCode, 
який ви хочете запустити. 
13. Завантажте файл конфігурації .zip 
 
Рисунок 5.14 -  Завантаження прошивки 
 
Натисніть «Готово». 
• Інструмент конфігурації RepRapFirmware автоматично створить для 
вас файли конфігурації на основі ваших виборів. 
• Відображаються файли конфігурації, які будуть створені. Ви можете 
натиснути на них, щоб переглянути вміст перед завантаженням. 
• Завантажте файл конфігурації .zip і помістіть його в папку на вашому 
ПК, до якої можна легко отримати доступ. 
 
 
 
 
 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 71 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
14. Завантажте конфігурацію через Duet Web Control 
 
Рисунок 5.15 -  Прошивка плати 
 
У цьому та наступних кроках використовується Duet Web Control (DWC) 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 72 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
для налаштування та керування Duet. Повну документацію див. у посібнику 
користувача: Duet Web Control . 
• Відкрийте браузер і перейдіть до: 
o duettest.local(припустимо, що назва принтера все ще "duettest", а 
налаштування вашої мережі підтримують mDNS), або 
o IP-адреса принтера (якщо це змінилося після налаштування, або ваш 
маршрутизатор повинен мати можливість повідомляти адреси всіх підключених 
пристроїв, або підключитися до Duet через USB і надіслати M552) 
• Перейдіть на сторінку «Файли» > «Система » та натисніть 
« Завантажити системні файли ». 
• Перейдіть до папки, де ви зберегли файл конфігурації .zip на кроці 13, 
і виберіть «Відкрити». 
• Буде завантажено файли у файлі config.zip. 
• Якщо ви вибрали «Отримати останню версію Duet Web Control» і/або 
«Отримати останню версію RepRapFirmware» на кроці 12, поточний випуск DWC 
буде завантажено в папку /www на SD-карті, а поточний випуск RRF буде 
завантажено до /firmware (RRF 3.3 і пізнішої версії) або /sys (RRF 3.2.2 і ранішої 
версії). 
15. Перезавантажте Duet 
Залежно від вибраних параметрів, мікропрограма може попросити 
інсталювати мікропрограму або перезавантажитися. 
• Програмне забезпечення розглядає завантаження файлу config.zip або 
config.g або редагування config.g у системному редакторі як зміну 
конфігурації. Зміни конфігурації не набудуть чинності, доки пристрій не буде 
перезавантажено. 
• Якщо ви вибрали «Отримати останню версію Duet Web Control», Duet 
запитає вас, чи хочете ви встановити оновлення мікропрограми: 
o Виберіть "Так", і прошивка буде встановлена, а плата буде 
перезавантажена. 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 73 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
o Виберіть «Ні», і вас запитають, чи хочете ви скинути налаштування 
плати; ви робите. 
• Якщо ви вибрали «Отримати останню версію Duet Web Control», вікно 
браузера оновиться з відображенням останньої версії DWC. Потім вас запитають, 
чи хочете ви скинути налаштування плати; ви робите. 
• Якщо ви вибрали обидва варіанти вище, ви можете не встановлювати 
мікропрограму, але вам слід скинути Duet. 
• Якщо ви не вибрали жоден із наведених вище параметрів, Duet все одно 
має помітити, що ви завантажили файл конфігурації, і попросить вас 
перезавантажитися. 
• Виберіть Так, щоб перезавантажити Duet і застосувати нову 
конфігурацію. 
• Зміна конфігурації, надіслана через консоль G-Code, набуде чинності 
негайно, але буде втрачена після перезавантаження пристрою (якщо системний 
файл не було відредаговано, щоб також відобразити зміни). 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 5.16 -  Перезавантаження після прошивки 
 
16. Налаштування завершено! 
 
 
  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 74 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
6 Спеціальний розділ 
 
6.1 Маркетингове дослідження розробки 
Розробка 3D принтеру має численні економічні переваги, які можуть 
обґрунтувати інвестиції в цю технологію. Ось кілька аргументів, які підтверджують 
економічну доцільність розробки 3D принтеру: 
1. Зменшення витрат на виробництво: 3D принтери можуть створювати 
вироби шляхом додавання матеріалу шар за шаром. Це дозволяє знизити витрати 
на виробництво, оскільки не потрібні складні форми або інструменти, які 
використовуються в традиційних процесах виробництва. Крім того, можна 
ефективно використовувати матеріали, зменшуючи втрати. 
2. Покращення процесу прототипування: 3D принтери дозволяють швидко 
створювати прототипи, що сприяє збільшенню швидкості інновацій та скороченню 
часу розробки нових продуктів. Це дає підприємствам конкурентну перевагу на 
ринку, оскільки швидше пристосовуються до змінних вимог споживачів. 
3. Можливості індивідуалізації: 3D принтери відкривають можливість 
виготовлення виробів на замовлення з унікальними характеристиками або 
дизайном. Це особливо актуально в сегменті споживчої електроніки, одягу та 
медичних виробів. Здатність задовольнити індивідуальні потреби споживачів може 
привести до збільшення продажів і прибутку. 
4. Виробництво на місці: 3D принтери можуть бути використані для 
виробництва виробів безпосередньо на місці споживання. Це дозволяє уникнути 
витрат на логістику та транспортування товарі в і збільшити ефективність 
постачання. Наприклад, в медицині це може використовуватись для створення 
індивідуальних протезів або зубних імплантатів безпосередньо на місці лікування. 
5. Роздрібний бізнес: 3D принтери можуть стати платформою для 
роздрібного бізнесу, де споживачі можуть самостійно виготовляти вироби, 
використовуючи доступні схеми або шаблони. Це створює нові можливості для 
підприємців і підвищує залучення клієнтів. 
6. Зменшення часу на розробку: 3D принтери дозволяють прискорити 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     75 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
процес розробки та випробування продукту. Швидкість прототипування і 
виготовлення малих партій дозволяє підприємствам швидше відреагувати на зміни 
на ринку та сприяє скороченню часу доходження продукту до споживача. 
Ці аргументи показують, що розробка 3D принтеру може бути економічно 
обґрунтованою, забезпечуючи зниження витрат на виробництво, покращення 
інноваційного процесу, збільшення можливостей індивідуалізації та виробництва 
на місці, створення нових бізнес-моделей та зниження часу на розробку продукту.  
 
 
6.2  Охорона праці 
Аналіз небезпек і шкідливостей, що виникають у процесі  проведення 
досліджень в приміщенні лабораторії 
Даний проект характеризується тим, що для проведення усього комплексу з 
розробки 3D принтеру необхідний сучасний комплекс програмних і апаратних 
засобів досліджень. Тому робота виконується за допомогою сучасного 
персонального комп’ютера (ПК) у приміщенні експериментальної лабораторії. 
Аналіз небезпек та шкідливостей полягає у визначенні наявності шкідливих 
факторів на робочому місці при роботі в даному приміщенні. Приміщення 
лабораторії розташоване на 2-му поверсі цегляної п′ятиповерхової будівлі. 
Устаткування лабораторії складається з чотирьох ПК і двох друкувальних 
пристроїв. Приміщення має наступні розміри: довжина 8 м, ширина 4,5 м,  висота 
3,2 м і розрахований на чотирьох одночасно працюючих чоловік. Площа, яка 
припадає на одного працівника – 9 м2, об’єм – 28,8 м3, що відповідає вимогам ДБН 
В.2.2.28-2010. 
Робота з комп’ютерного моделювання відноситься до категорії 1-легких, 
оскільки виконується сидячи, не потребує систематичної фізичної напруги або 
підняття і перенесення ваги. Енерговитрати при виконанні такої роботи складають 
приблизно 150 ккал/год, це еквівалентно 172 Дж/сек. 
Характеристика зорової роботи з ПК відповідає великому класу точності, 
тобто найменший розмір об'єкта розрізнення понад 0,3мм до 0,5мм, що відповідає 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     76 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
3 розряду зорової роботи, підрозряд – в; контраст розрізнення об'єкта з фоном – 
великий, фон світлий. 
Лабораторія має бічне природне освітлення через три світлових отвори у 
зовнішній стіні (вікон). Вікно має такі розміри: ширина 1,3 м; висота 1,8 м. 
Нормований коефіцієнт природного освітлення становить 1,2%. Площа світлових 
отворів забезпечує необхідний коефіцієнт природного освітлення, фактичне 
значення якого становить 38-46%, що є достатнім рівнем, обумовленим ДБН В.2.5-
28-2018. Для темного часу доби передбачене штучне освітлення. Лабораторія 
обладнана шістьма світильниками, кожний з яких має по дві люмінесцентні лампи 
денного світла, потужністю 60 Вт кожна. Фактичне значення штучного загального 
освітлення становить 415 лк, а нормативне значення – 400 лк. Отже, рівень 
штучного освітлення відповідає ДБН В.2.5-28-2018. 
Мікроклімат впливає на терморегуляцію організму людини, яка є 
необхідною умовою його життєздатності і нормальної життєдіяльності. 
Терморегуляцією називається сукупність процесів, пов'язаних з утворенням тепла 
в організмі людини і віддачею його в навколишнє середовище, в результаті яких 
температура тіла людини підтримується на постійному рівні (36,5-37 ºC) незалежно 
від зовнішніх умов. 
Мікроклімат впливає, головним чином, на теплообмін між організмом 
людини і навколишнім середовищем. Теплообмін здійснюється в основному 
трьома способами: 
1. конвекцією за рахунок різниці температур тіла людини і навколишнього 
повітря, а також за рахунок руху повітря; 
2. випромінюванням за рахунок різниці температур тіла людини і 
навколишніх предметів; 
3. випаровуванням за рахунок різниці вологості поверхні тіла людини і 
навколишнього повітря. 
Процес конвекції є перенесенням тепла в результаті переміщення і 
перемішування частинок повітря. Процес теплового випромінювання полягає в 
перенесенні тепла від одного тіла до іншого інтенсивними інфрачервоними 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     77 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
променями. 
При нормальних умовах (T = 20 ºC, φ = 50%, P = 760 мм.рт.ст. (101,3 кПа), 
v = 0,1 м/с) людина в стані спокою віддає в навколишнє середовище в середньому 
420 кДж / год (100 ккал / год): конвекцією - 30%; випромінюванням - 45%; 
випаровуванням - 25%. 
Для забезпечення нормального теплообміну між організмом людини і 
навколишнім середовищем встановлені нормативні параметри мікроклімату. При 
відхиленні фактичних параметрів від нормативних відбувається порушення 
теплообміну, терморегуляції і пов'язаних з ними багатьох функцій організму, що 
призводить до виникнення ряду захворювань. 
Фактичні значення основних факторів мікроклімату наступні: 
1. Температура повітря: 
-   в холодний період року – 22-23°С; 
-   в теплий період року – 30-32°С. 
2. Вологість повітря: 
- в холодний період року – 50-52%; 
- в теплий період року – 40-45%. 
3. Швидкість руху повітря: 
- в холодний період року – 0,05-0,1 м/с; 
- в теплий період року – 0,1-0,15 м/с. 
Оптимальні параметри мікроклімату в робочій зоні : 
1. Температура повітря: 
- в холодний період року – 20-22°С; 
- в теплий період року – 25-26°С. 
2. Вологість повітря: 40-60 %. 
3. Швидкість руху повітря: 
- не більше 0,1м/с; 
Наведені фактичні значення задовольняють ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні 
норми мікроклімату виробничих приміщень», за виключенням температури в 
теплий період року. Необхідно розрахувати і змонтувати систему кондиціонування 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 78 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
повітря. 
Дане приміщення відноситься до класу приміщень без підвищеної 
небезпеки ураження електричним струмом (ПУЕ-17), тому що відповідає таким 
вимогам: 
– кабінет має  струмонепровідні дерев'яні поли (паркет); 
– відносна вологість повітря 50-60%; 
– немає утворень пилу , що проводить струм; 
– неможливість одночасного дотику з однієї сторони до металевих 
конструкцій будинку, що мають з'єднання з землею, і з іншої сторони до корпусів 
електроустаткування. 
Вся електрична підводка до столів, де розташовані персональні комп’ютери, 
захищена від механічних ушкоджень. Для захисту від ураження електричним 
струмом застосоване заземлення відповідно ДСТУ Б В.2.5-82:2016.  
При роботі з ПК не відбувається утворення і виділення в повітря загально-
токсичних, подразнюючих, канцерогенних і інших шкідливих речовин, 
концентрація яких перевищувала б установлені норми і правила, тому повітря 
робочої зони відповідає вимогам ДСТУ-Н Б А.3.2-1:2007 і вимогам до ГДК 
шкідливих речовин і пилу. 
Джерела вібрація в даному приміщенні відсутні, що відповідає вимогам 
ДСН 3.3.6.039-99 
В даному приміщенні рівень шуму визначається шумом від системних 
блоків та від друкувального пристрою (принтеру) і не перевищує 52 дБА, що 
відповідає вимозі ДСН 3.3.6.037-99 
Приміщення лабораторії розташоване в північній частині будинку, стіни 
пофарбовані кремовою фарбою (пастельний тон) із коефіцієнтом відбиття 40-60%, 
фарбування має матову структуру. Робочі місця обладнані відповідно до вимог 
ДСТУ 8604:2015. У даному приміщенні робочі місця розташовані таким чином, 
щоб у поле зору не потрапляли вікна й освітлювальні прилади. Екрани моніторів 
розміщені під кутом 90-105о до вікна, у поле зору не потрапляють поверхні з 
дзеркальним відбиттям. Співвідношення яскравості екрана з найближчими 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     79 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
поверхнями не перевищує 5:1, покриття столу матове з коефіцієнтом відбиття 0,3-
0,4. Монітори розміщені так, щоб відстань від очей користувача до екрана складала 
не менше 700 мм, кут зору 30о. Руки користувача розташовуються на робочому 
столі в горизонтальному положенні, передбачена опора для спини. 
Пожежна безпека регламентується НАПБ А.01.001-2014. Приміщення 
лабораторії відноситься до категорії В (ДСТУ Б В.1.1-36:2016) – 
пожежонебезпечних приміщень, тому що є наявність горючих речовин: дерев'яні 
столи і стільці, дерев'яна підлога, віконна рама; приміщення сухе з відносною 
вологістю 40-60%. Згідно умов експлуатації приміщення лабораторії відповідно до 
ДБН В.2.5-56-2014 обладнане автоматичним пожежним димовим оповіщувачем 
ІПК-3.1М, який формує сигнал про пожежу при виявлені чиннику, що супроводжує 
пожежу - дим. 
Додатково для гасіння пожежі в кабінеті передбачений ручний 
вуглекислотний вогнегасник типу ВВК-9, призначений для гасіння твердих і рідких 
горючих речовин, а також електроустановок. 
При виникненні пожежі люди евакуюються з лабораторії шляхом виходу в 
коридор другого поверху, що веде на сходову клітку, яка має вихід назовні через 
вестибюль (ДБН В.1.1.7-2016). 
За результатами аналізу умов праці дослідника, що виникають у процесі 
роботи при статистичній обробці матеріалів, можна зробити висновок, що всі 
параметри лабораторії відповідають вимогам нормативних документів для даного 
типу роботи. Відхиленням від встановлених вимог є  відсутність системи 
кондиціонування повітря. Виходячи з цього рекомендується в приміщенні 
лабораторії встановити систему кондиціонування повітря.  
 
Розробка системи кондиціонування повітря 
Кондиціонування повітря — це створення та автоматичне підтримування в 
приміщенні заданих або таких, що змінюються за певною програмою 
метеорологічних умов, які є найбільш сприятливими для працівників чи для 
нормального протікання технологічного процесу. Кондиціонування повітря може 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист 80 
№ докум. Підпис Дата 
 
 
бути повним та неповним. Повне кондиціонування повітря передбачає 
регулювання температури, вологості, швидкості руху повітря, а також можливість 
його додаткового оброблення (очищення від пилу, дезінфекції, дезодорації, 
озонування). При неповному кондиціонуванні регулюється лише частина 
параметрів повітря. 
Кондиціонування повітря здійснюється кондиціонерами, які 
підрозділяються на центральні та місцеві. Центральні кондиціонери призначені для 
обслуговування великих за розмірами приміщень. Оброблення повітря 
проводиться в одному центрі, що розташований поза приміщеннями, в яких 
здійснюється кондиціонування і зв'язаного з останніми каналами для подачі та 
рециркуляції повітря. Місцеві кондиціонери мають малу продуктивність і 
встановлюються безпосередньо в невеликих приміщеннях. Такі кондиціонери, 
зазвичай, працюють на зовнішньому повітрі за, так званою, припливною схемою. 
Система кондиціонування оснащується спеціальними пристроями, які 
автоматично регулюють за заданими умовами необхідні параметри повітря, а отже 
й відповідні характеристики теплоносія та холодної води. 
Принцип роботи кондиціонера. 
У основі роботи будь-якого кондиціонера лежить властивість рідин 
поглинати тепло при випаровуванні і виділяти - при конденсації. Щоб зрозуміти, 
яким чином відбувається цей процес, розглянемо схему кондиціонера на прикладі 
спліт-системи:  
Основними вузлами будь-якого кондиціонера є:  
Компресор - стискає фреон і підтримує його рух по холодильному контуру.  
Конденсатор - радіатор, розташований в зовнішньому блоці. Назва 
відображає процес, що відбувається при роботі кондиціонера, - перехід фреону з 
газоподібної фази в рідку (конденсація).  
Випарник - радіатор, розташований у внутрішньому блоці. У випарнику 
фреон переходить з рідкої фази в газоподібну (випаровування).  
ТРВ (терморегулюючий вентиль) - знижує тиск фреону перед випарником.  
Вентилятори - створюють потік повітря, що обдуває випарник і 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист 81 
№ докум. Підпис Дата 
 
 
конденсатор. Використовуються для інтенсивнішого теплообміну з навколишнім 
повітрям. 
 
 
 
Рисунок 6.1 - Схема кондиціонера побудована за принципом  
спліт-системи 
 
Компресор, конденсатор, ТРВ і випарник сполучені мідними трубами і 
утворюють холодильний контур, усередині якого циркулює суміш фреону і 
невеликої кількості компресорного масла.  
В процесі роботи кондиціонера на вхід компресора з випарника надходить 
газоподібний фреон під низьким тиском в 3 - 5 атмосфери і температурою 10 - 20°С. 
Компресор стискає фреон до тиску 15 - 25 атмосфери, внаслідок чого фреон 
нагрівається до 70 - 90°С, після чого поступає в конденсатор.  
Завдяки інтенсивному обдуванню конденсатора, фреон остигає і переходить 
з газоподібної фази в рідку з виділенням додаткового тепла. Відповідно, повітря, 
що проходить через конденсатор, нагрівається.  
На виході конденсатора фреон знаходиться в рідкому стані, під високим 
тиском і з температурою на 10 - 20°С вище за температуру атмосферного повітря. 
З конденсатора теплий фреон поступає в терморегулюючий вентиль (ТРВ), який в 
простому випадку є капіляром (довга тонка мідна трубка, звита в спіраль). На 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 82 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
виході ТРВ тиск і температура фреону істотно знижуються, частина фреону при 
цьому може випаруватися.  
Після ТРВ суміш рідкого і газоподібного фреону з низьким тиском поступає 
у випарник. У випарнику рідкий фреон переходить в газоподібну фазу з 
поглинанням тепла, відповідно, повітря, що проходить через випарник, остигає. 
Далі газоподібний фреон з низьким тиском поступає на вхід компресора і увесь 
цикл повторюється.  
Цей процес лежить в основі роботи будь-якого кондиціонера і не залежить 
від його типу, моделі або виробника.  
При вирішенні питання щодо доцільності кондиціонування повітря 
необхідно враховувати й економічні чинники. 
Через традиції, що склалися, окрім одиниць системи СІ, для вимірювання 
потужності кондиціонера (при роботі на охолоджування або нагрів) 
використовують також позасистемну одиницю «британська теплова 
одиниця/година (БТЕ/год), величина якої визначається так: кількість тепла, 
необхідного для нагріву одного фунт (0,45 кг) води, на один градус Фаренгейта 
(0,56 °С). Одиниця БТЕ/год так співвідноситься з одиницею системи СІ (Вт): 1 Вт 
= 3,412 БТЕ/год. 
Таким чином, використовувані в кліматичній техніці одиниці вимірювання 
потужності (продуктивності) зв'язані між собою співвідношеннями: 1 Вт = 3,412 
БТЕ/год, 1 Вт = 1,163 ккал/год, 1 БТЕ/год = 0,293 Вт, 1 ккал/год = 3,968 БТЕ/год. 
Потрібну для конкретного приміщення потужність кондиціонера по холоду 
можна розрахувати, визначивши лишнє тепло в приміщені, в якому він повинен 
бути встановлений. 
Надлишкове тепло в приміщені розраховують за формулою: 
Qз =Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5  
де Qз  – загальна кількість тепла; 
Q1 – лишнє тепло в приміщені від сонячної радіації та штучного світла; 
Q2  – надходження тепла від людей, що знаходяться в приміщенні; 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
     83 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
Q3  – надходження тепла від офісного устаткування; 
Q4  – надходження тепла від побутової техніки; 
Q5  – надходження тепла від опалювання. 
Надходження тепла від сонячної радіації залежить від площі і розташування 
вікон. На широті Черкас надходження тепла через 1 кв. м скла будуть: 
- північна орієнтація – 42 Вт/м2; 
- північно-східна і північно-західна орієнтація – 215 Вт/м2; 
- східна і західна орієнтація – 290 Вт/м2; 
- південно-східна і південно-західна орієнтація – 220 Вт/м2; 
- південна орієнтація – 130 Вт/м2; 
- горизонтальне скління – 400 Вт/м2. 
Якщо вікно затінене деревами або є щільні світлі жалюзі, приведені 
величини ділять на коефіцієнт 1,4. 
Кабінет має бічне природне освітлення через чотири світлових отвори у 
зовнішній стіні (вікон). Вікно має такі розміри: ширина 1,3м; висота 1,8м. 
Надходження тепла від сонячної радіації через вікна, а при використанні 
електричного освітлення надходження тепла від штучного освітлення: 
Q1.1 = w ⋅ h ⋅ qs ⋅ nw =1,3 ⋅1,8 ⋅ 42 ⋅ 4 = 393  (Вт) 
де w  - ширина вікон, 
h  - висота вікон, 
qs  - орієнтація вікна, 
nw  - кількість вікон. 
Q1.2 = nL ⋅ PL =12 ⋅ 60 = 720  (Вт) 
де nL  - кількість ламп електричного освітлення, 
PL  - потужність одної лампи електричного освітлення. 
В результаті  
Q1 =Q1.1 ⋅Q1.2 = 393 + 720 =1113 (Вт) 
Надходження тепла від стін істотно менше, тому у ряді випадків ними 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 84 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
нехтують. 
Надходження тепла від людей, що знаходяться в приміщенні. Одна людина 
залежно від роду занять виділяє: 
- відпочинок в сидячому положенні – 120 Вт; 
- легка робота в сидячому положенні – 130 Вт; 
- помірно активна робота в офісі – 140 Вт; 
- легка робота стоячи – 160 Вт; 
- легка робота на виробництві – 240 Вт; 
- повільні танці – 260 Вт; 
- робота середньої тяжкості на виробництві – 290 Вт; 
- важка робота – 440 Вт. 
Тепер розрахуємо надходження тепла від людей: 
Q2 = q p ⋅ np =140 ⋅ 4 = 560 (Вт) 
де q p  - надходження тепла від людини, 
     np  - кількість людей. 
Надходження тепла від офісного устаткування. Зазвичай вони приймаються 
у розмірі 30% від споживаної потужності: 
- комп'ютер – 350 Вт; 
- лазерний принтер – 400 Вт; 
- матричний або струменевий принтер – 50 Вт; 
- копіювальний апарат – 500 - 600 Вт. 
Q3 = qk ⋅ nk ⋅ qr = (350 ⋅ 4) + 2 ⋅50 = 1500 (Вт) 
де qk  - надходження тепла від комп'ютера, 
     nk  - кількість комп'ютерів, 
     qr  - принтер. 
Надходження тепла побутової кухонної техніки. Побутова кухонна техніка 
відсутня, тому Q4 = 0  
У ряді випадків, у високих будівлях з великою площею скління 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 85 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
кондиціонування буває необхідно вже навесні, коли опалювальний сезон ще не 
закінчений. В цьому випадку в розрахунку необхідно враховувати лишнє тепло від 
системи опалювання, що приблизно дорівнює 180-225 Вт/м2 площі. 
Вибираємо Q5 = 200 Вт/м2 .  
В результаті загальна сума тепла буде рівна: 
Qз = Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 = 1113+ 560 +1500 + 200 = 3282  (Вт) 
Вибираємо близьку по потужності модель кондиціонера із стандартного 
ряду: 2,0; 2,5; 3,5; 5,0; 7,0 кВт. В даному випадку достатньо моделі потужністю 3,5 
кВт. Вибираємо кондиціонер HAIER AS12NB5HRA. 
 
 
Рисунок 6.2 - Кондиционер HAIER AS12NB5HRA 
 
Технічні характеристики кондиціонера HAIER AS12NB5HRA наступні: 
− Потужність охолоджування (Вт): 3500  
− Потужність обігріву (Вт): 3900 
− Повітрообмін (куб. м/година): 600  
− Розміри внутрішнього блоку (мм): 855x280x204 
− Розміри зовнішнього блоку (мм): 780x540x245 
− Потужність, яка споживається при охолоджувані (кВт): 1,025 
− Потужність, яка споживається при обігріві (кВт): 1,08 
− Живлення (В/Гц/Ф): 220/50/1 
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
Зм. Лист 86 
№ докум. Підпис Дата 
 
 
− Рівень шуму (дБ): 21/35 
− Вага внутрішнього блоку (кг): 10,3 
− Вага зовнішнього блоку (кг): 28 
− Тип хладагенту: R410А 
− Контроль температури : Термістор  
− Кількість швидкостей вентилятора : 3/4  
− Регулювання коливання жалюзі : Авто  
− Тип пульта ДУ : ДУ з дисплеєм  
− Діапазон температур: (-15) … +43 °С 
− Таймер : 24 год Вкл/викл  
− Тип компресора : інверторний 
Спеціальні функції та пристрої кондиціонера HAIER AS12NB5HRA: 
1. Інверторний компресор. 
Інверторний принцип управління компресором допомагає домогтися 
кращої енергоефективності. Кондиціонер працює плавно і тихо, споживає на 20-
30% менше електроенергії. 
2. Режим дбайливого обдування і низький шум. 
Залежно від обраного температурного режиму, кондиціонер обирає спосіб 
обдування. На низькій швидкості працює тихо, звуковий рівень чутності - всього 
16 дБ. Повітряний потік спрямований вгору, в режимі охолодження і вниз, в режимі 
опалення. 
3. Рівномірна підготовки повітря. 
Вертикальні і горизонтальні жалюзі кондиціонера розподіляють повітряний 
потік в 11 напрямках. Так досягається рівномірний розподіл повітря по всій площі 
та об'єму приміщення. 
4. Антикорозійне покриття. 
Покриття Blue Fin захищає теплообмінник від впливу пилу і вологи. 
Збільшує термін служби обладнання. 
 
  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 87 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Висновок 
 
У процесі розробки 3D принтера були проведені аналіз аналогів та 
дослідження різних систем переміщення каретки принтеру. Були виявлені основні 
проблеми, пов'язані з друку, і визначена послідовність дій для їх усунення. 
Оптимальним рішенням для створення 3D виробів була обрана технологія FDM, 
яка забезпечує високу точність друку, широкі можливості для виготовлення 
виробів з дрібними деталями та складною геометрією, а також не вимагає складної 
пост-обробки. 
На основі проведених досліджень та аналізу, був розроблений 3D принтер, 
який може використовувати різні види пластику і має значний потенціал для 
вдосконалення. Використання друкованої плати дозволяє здійснювати керування 
процесом друку на відстані і в реальному часі стежити за параметрами друку. 
Також була розглянута послідовність дій для правильного запуску плати 
керування, а в четвертому розділі надано підключення нагрівальних елементів та 
представлено необхідний код для належного функціонування принтера. 
Отриманий результат підтверджує, що розроблений принтер задовольняє 
всі вимоги, викладені в технічному завданні. Він дозволяє здійснювати точний і 
високоякісний друк з різних матеріалів, а також має потенціал для подальших 
покращень і розвитку. Результати роботи над розробкою 3D принтера вказують на 
його економічну доцільність та можливість застосування в різних галузях, 
включаючи прототипування, виробництво на замовлення та індивідуалізацію 
виробів.  
Арк 
РС93.19019.001 ПЗ 
 88 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата