各位熊友，福利来了！转来一个教程，教大家从零开始搭建3d打印机。高手可以直接试一试，小白还是有难度。不多说，直接上教程。Jennyprinter diy教程出自大优歌
目录
1 概要
2 准备材料清单
3 所需工具
4 电路部分组装
4.1 知识概要
4.1.1 CPU主板
4.1.2 电机驱动板
4.1.3 温控部分
4.1.4 步进电机
4.1.5 限位开关
4.1.6 加热管
4.1.7 电源
4.1.8 电源开关
4.1.9 液晶控制模块
4.1.10 线缆
4.1.11 接插件
4.2 电路调试
4.2.1 步骤1 Mega2560单板运行
4.2.2 步骤2 RAMPS1.4电路板小修改
4.2.3 步骤3 电路板联合调试
4.2.4 步骤4 电路功能测试
5 组装外壳
5.1 知识概要
5.1.1 关于外壳材料选择
5.1.2 关于十字支架远程送丝结构
5.1.3 关于轴，轴承，轴套的选择
5.1.4 关于机械同步传送
5.1.5 关于Z平台水平调整
5.1.6 关于送料管的选择
5.1.7 关于送料管卡口改用气动
5.1.8 关于内六角螺丝和沉头螺丝
5.2 机器组装
5.2.1 XY轴支架组装
5.2.2 送料部分组装
5.2.3 Z平台
5.2.4 外壳面板安装
5.2.5 XYZ轴步进电机安装
5.2.6 XY轴运动轴安装
5.2.7 十字架挤出机安装
5.2.8 Z载物平台安装
5.2.9 电路安装及布线
6 软件
6.1 知识概要
6.2 软件教程
6.2.1 Marlin
6.2.2 Arduino IDE
6.2.3 Slic3r
6.2.4 Printrun
6.2.5 Cura
7 3D模型设计软件
8 效果展示
9 整机参数
10 注意事项
11 购买指南
12 鸣谢
正当作者想入手一台开源3D打印机时陷入了尴尬境地，大家都说是开源的，可是拿点资料却拿不出手，也有些开源文件是存在问题的。而有些所谓的DIY套件是可配置程度实在是太低，因此我开始了DIY 自己的3D打印机,从买各种散件到安装调试过程费了不少周折，X宝线上寻觅以及线下机电和电子市场采购，花去的代价却是不少，但是很开心，感谢一路上给予我帮助的人。
JennyPrinter基于Ultimaker，同时也采用了Makerbot的优点，并对其进行成型体积扩容，使JennyPrinter具有和Makerbot相同尺寸的外观，却又比其更大的成型体积。今天我把它公布出来，彻底从零开始构建3D打印机，细致到每个零部件的具体参数，每行软件源代码。希望对我这样对3D打印好奇心十足的人来说有所帮助，当然更欢迎大家和我一起DIY自己的JennyPrinter，对它进行改进并公布出来（我来MFS）。
过去的发明家，往往孤独的躲在车库中进行实验。现在，大家共同协作，相互学习是大势所趋。我希望通过我的一系列开源项目激发出更多的创新，让科技造福于万万千千的人们，让3D打印技术步入普通的家庭。你还等什么？我们开始MFS吧。
先来张整机实物照片
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.jpg
整机参数
机身外壳：木板/进口有机玻璃/特种强度材料
成型体积：310mm*210mm*220mm
打印速度：最高150mm/s
成型速度：最快155cc/h
Z轴精度：0.001mm
XY轴精度：0.0125mm
控制主板：Arduino Mega 2560
脱机打印：支持
耗材规格：3.0/1.75 mm
耗材种类：PLA
输入电压：220V 50Hz
套装支持：整机和套件可选
是否开源：开源硬件和软件
打印前请确认Z平台水平。
打印中请勿移动机器。
打印中请勿触碰打印头，高温危险。
打印中请勿对Z平台施压。
如果你希望直接购买这个3d打印机，可以上JennyPrinter的淘宝店铺，店主大优歌。如果你希望购买其他3d打印机，也可以登录南极熊3d打印商城http://shop.dddyin.com/category.php?id=17
固件是Arduino mega2560上运行的软件。 下载地址： Marlin 的编译和下载开发环境。 下载地址： 3D打印模型切片软件，将STL文件(关于3D模型)，切割成 Gcode。
下载地址：
3D打印机控制软件（上位机）
下载地址：
机身外壳：木板/进口有机玻璃/特种强度材料 成型体积：310mm*210mm*220mm 打印速度：最高150mm/s 成型速度：最快155cc/h Z轴精度：0.001mm XY轴精度：0.0125mm 控制主板：Arduino Mega 2560 脱机打印：支持 耗材规格：3.0/1.75 mm 耗材种类：PLA 输入电压：220V 50Hz 套装支持：整机和套件可选 是否开源：开源硬件和软件 打印前请确认Z平台水平。 打印中请勿移动机器。 打印中请勿触碰打印头，高温危险。 打印中请勿对Z平台施压。 1.为方便大家MFS，作者提供所有散件： X宝店铺：JennyPrinter从零开始搭建3D打印机 店铺名称：3D打印配件大全 卖家ID:大优歌
2.自己爱倒腾的朋友可以根据我的清单自行购买。
Ultimaker 3D印坊社区 makerlab
MFS指导意见 耗时：一般情况下MFS一台Jennyprinter耗时48小时。 关于安装步骤：请按照下文推荐的步骤进行，尽量减少返工。 电路部分 | 名称 | | | | | | | | | | | | | | | JP-11-E-004-A JP-11-E-005-A JP-11-E-006-A | | | | | | | | | | | | JP-11-E-010-B JP-11-E-011-B JP-11-E-012-B | | | | | | | | | | | | JP-11-E-016-B JP-11-E-017-B JP-11-E-018-B JP-11-E-019-B JP-11-E-020-B | | | | | | | | | | | | | | | | | |
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注：选择Ultimaker1.5.7方案 和 RMAPS1.4方案的配置区别在驱动电路和温度传感，其他配置一样。 外壳部分 机械运动部件 | 名称 | | | | | | | JP-11-M-002-B JP-11-M-003-B JP-11-M-004-B JP-11-M-005-B JP-11-M-006-B JP-11-M-007-B JP-11-M-008-B | | | | | | | | | | | | JP-11-M-014-B JP-11-M-015-B JP-11-M-016-B | | 6mm*397mm 6mm*268mm 用于十字支架 | | | | 8mm*464mm 8mm*348mm 用于XY轴 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 6mm-6.5mm宽 MXL （齿间距2.032mm） 100齿封闭，300齿封闭，426齿封闭 | | JP-11-M-027-B JP-11-M-028-B JP-11-M-029-B JP-11-M-030-B JP-11-M-031-B | | | | JP-11-M-033-B JP-11-M-034-B JP-11-M-035-B JP-11-M-036-B JP-11-M-037-B JP-11-M-038-B JP-11-M-039-B JP-11-M-040-B JP-11-M-041-B | | | | |
挤出头部分 送料机部分
Z平台(除切割件)
| 名称 | | | | | | | JP-11-M-053-B JP-11-M-054-B JP-11-M-055-B | | | | |
紧固件
配件
耗材
PLA
工具
资源: 16M工作时钟，54路数字输入/输出口, 256 KB Flash空间，8 KB的SRAM ，4 KB EEPROM 。 以下为2种驱动电路方案，都是安装在Arduino2560上的驱动电路，任选一种方案。 采用A4988步进控制芯片，支持短路保护和步进可调。 温度传感部分采用NTC热敏电阻直接读取温度。 驱动采用A4983步进控制芯片，没有短路保护，不支持步进调节。 温度传感部分K型热电偶 + AD597芯片读取温度。
A4988驱动模块
RAMPS1.4 采用2个NTC热敏电阻分别对挤出喷头和加热床进行温度读取。 Ultimaker 1.5.7则采用温度控制板AD597进行温度读控制，RAMPS1.4如果需要也可以采用温度控制板（ 怎么改进（结论部分））。AD597芯片具有直接读取K型或J型热电偶( 温度传感器选型)的输入，内置冰点补偿，温度比例工作模式：10 mV/°C，可编程的开关迟滞，可编程的开关迟滞的优点。 温度控制板AD597: K型热电偶： 选型参考 步进数：桌面级别的3D打印机一般采用42步进、57步进的电机。 电流：一般电流采用1A-1.5A。 轴直径：5mm。 XY轴使用同步皮带带动，Z轴使用杠丝带动，所以需要2个内径5mm的同步轮和内径8mm转内径8mm的联轴器。 发热量：有的电机发热会很大而导致电机停机或者丢步，性能好点的就可以避免，另外，采用钢支架可以提高电机散热量。 电机高度：电机高度越高，扭距越大。一般在机械安装允许情况下选用力矩大的电机。 这个开关能起到限位的作用。我们使用6个限位开关分别对X轴、Y轴和Z轴的最大和最小位置进行限制，防止机械碰撞带来的危害。 在无缝金属管内装入电热丝，空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的氧化镁粉后缩管而成。根据我们的电路板输出电压和电源功率选择合适的加热管，在此我们选择12V/40W的加热管，尺寸匹配加热铝块孔径选用直径6mm,长度20mm。 电路板供电12V-24V，电网220V/50Hz，电源模块就是输入交流220V，输出直流12-24V的电路模块。JennyPrinter采用12V 16.5A电源供电。 注意：电源选用12V以上的请为电源降压至12V后为Arduino Mega2560供电。 电源适配器一般用于外置 开关电源一般内置在机器中 设计电源开关以便于使用，选用电流量大的开关，避免机械触电带来的干扰和打火氧化。 使用液晶控制模块可以脱机使用3D打印机，实时显示当前挤出喷头的坐标位置，从SD卡打印模型等。 电机连接线 采用4芯信号线 50cm 2根，60cm 1根， 80cm1根。 限位开关连接线 X轴最小限位与Y轴最小限位处于附近空间点，采用4芯80cm信号线； X轴最大限位与Z轴最小限位处于附件空间点，采用4芯90cm信号线； Y轴最大限位采用2芯70cm信号线； Z轴最大限位采用2芯60cm信号线。
热敏电阻连接线
探测挤出头温度的热敏电阻接线与风扇共用4芯150cm信号线。 探测热床温度的热敏电阻接线采用2芯70cm信号线。 风扇连接线 风扇与探测挤出头温度的热敏电阻接线共用4芯150cm信号线。 加热管连接线 2芯150cm的耐高温线。 交流电源线 采用2M 3芯交流电源线。 电源开关连接线 采用20cm 2芯电源线。 USB连接线 采用1.5M方口USB调试线，连接3D打印机与电脑。 为方便接线，采用接插件可以快速连线，采用有方向的接插件还可以避免接错线带来的麻烦。 限位开关接插件
其余4芯接插件
在安装框架之前尽量排除电路方面的故障，确保电路正常后进行下面的步骤，以免后面的安装拆卸费时费事。 在选用亚克力板材作为JennyPrinter外壳时应选用进口的上乘5mm（实际测量只有4.5mm)亚克力板材切割。 对公差要求比亚克力严格，初期设计和出型号过程中很难避免修修改改。 大多数人选用桦木板作为Ultimaker的外壳切割板，价格便宜，切割难度也小，对公差要求也不是很高。 十字支架远程送丝结构分为2部分，送料部分和挤出部分。送料机在送料管一端往里进行送丝，而挤出机在送料管的另一端进行耗材融化，这对送料管的强度和内壁的轮滑度要求高些。 另外，假如挤出机温度没有升高到可以融化耗材的温度，而送料机开始送料时将会带来危害，因此一般在固件里都有保证挤出机温度不够时送料机送丝操作不被允许。 这种远程送丝结构所带来的好处是，挤出部分没有电机，重量大大减轻，打印速度也相应的提高后结构性能仍然不减。 JennyPrinter继承Ultimaker的XYZ结构，XY轴，十字架结构都使用光轴配合直线轴承进行导向，而Z轴使用T型丝杠进行载物升降，这种结构可以最大限度的得到行程，也就是成型体积。XY轴使用8mm光轴，十字架使用6mm光轴，在Z平台两端也使用12mm光轴进行稳固；XY轴末端采用滚珠轴承，十字架末端采用石墨轴套而在十字架中间则采用直线轴承，Z轴平台使用直线轴承。 铜轴套VS石墨轴套 石墨镶嵌铜轴套也就是在铜轴套中镶嵌石墨，以提高润滑性，一般情况下都采用石墨铜轴套，而不使用铜轴套，但是石墨轴套的加工壁厚最小为2mm,因此，在小于等于2mm壁厚的情况下则直接采用铜轴套。 JennyPrinter的XY轴采用同步轮加同步带进行电机控制，而Z轴则直接使用5转8轴连器转换。 MXL型皮带 XY轴电机需要用100齿MXL同步带进行同步，X轴同步使用 Y轴使用300齿同步。 JennyPrinter 3D打印机打印时要求Z平台水平，以确保打印出来的模型不失真。Ultimaker官方采用普通螺丝螺母进行调整，作者觉得麻烦，每次得拿螺丝刀调整，还会拧毛螺丝。JennyPrinter采用了手拧螺母进行调节水平。 一般来说，具有一定硬度和弹性，内壁润滑的管材都可以作为JennyPrinter的送料管。作者试验过几种PE，几种PA尼龙管后最终选择了PA高档尼龙管，效果最佳。 送料管两端需要部件进行固定，作者刚开始的时候采用官方的塑料件，结果不尽人意，垫层胶带后还是松动卡不住，没办法的时候用硅胶固定住它才好用。后来JennyPrinter摒弃了官方的塑料件，改用气动接头，牢固又使用方便。 这个本来不是什么事的，看到做3D打印机的都在使用内六角螺丝，也许是因为老外使用的缘故吧，但在国内这个普及度没有沉头的高。
步骤1、将前后左右面板各安装上2个滚珠轴承。 步骤2、在后面板安装一块切割件用于挂耗材支架。 步骤3、将底、后和右面板按相应位置安装好并拧好螺丝。 注意： 后、右面板有雕刻文字的一面朝里，底面板印有雕刻文字的朝上。 拧紧螺丝时慢慢把握力度，不可用力过猛，会导致亚克力板破裂。 步骤4、将Z轴最小限位开关安装在后面板的下图中的位置。 步骤5、合上左面板。 注意： 左面板的螺丝稍微带下即可，不可拧紧，安装前面板和顶面板时需要送开点。 限位开关的线缆要在底面板板的孔中穿过。 步骤6、左面板的左右两侧分别安装好Y轴最小限位开关盒Y轴最大限位开关。 注意： 限位开关的线缆要在底面板板的孔中穿过。 步骤7、合上前面板。 注意： 限位开关的线缆要在底面板板的孔中穿过。 X轴最大限位开关应从底板右侧孔中穿过。 液晶控制器的2根线此时要卡在此处，注意朝向必须安装图中所示。 步骤8、安装好Ｘ轴最小限位开关和X轴最大限位开关。 步骤9、翻转底部朝上，将Ｚ轴最大限位开关安装上。 步骤10、将内径为5mm的同步轮安装在X轴步进电机上。 步骤11、在后面板右侧X轴电机安装位置插入4个20mm M3螺丝，并在每个螺丝上套上3个M3垫片。 步骤12、垫上2片电机安装垫片(切割件)。 步骤13、取100齿同步皮带套装在同步轮上，再将安有同步轮的X轴步进电机安装在安装位置。 步骤14、同样方法，在左面板右侧X轴电机安装位置插入4个20mm M3螺丝，并在每个螺丝上套上3个M3垫片。 步骤15、垫上2片电机安装垫片(切割件)。 步骤16、取100齿同步皮带套装在同步轮上，再将安有同步轮的X轴步进电机安装在安装位置。 步骤17、取5转8轴连器，将5mm内径的一端安装在Ｚ轴步进电机上。 步骤18、底面板中间位置Ｚ轴步进电机安装位置上安装好电机。 步骤19、安装运动轴前请先确认光轴边角是否还存在切边翘起，若有则用矬子打磨平，倒角。 步骤20、取较短的8mm光轴穿入前面板左侧孔中，并按下图所示将套入相关部件。 注意： 同步轮的方向。 使用标记为左的XY轴十字架支架，有皮带卡口的方向朝上。 步骤21、将2根最长的同步皮带套在光轴上。 步骤22、将光轴插入后面板左侧的滚珠轴承孔中。 注意： 将限位开关的线留在左侧。 步骤23、前面板用光轴末端紧固块(切割件)固定，并拧上16mm M3螺丝。 注意： 限位开关线缆往上绕。 步骤24、同样将较短的8mm光轴穿入前面板右侧滚珠轴承孔中。 注意： 让限位开关线缆留在光轴右侧。 步骤25、按图中所示套如相关部件，并把2根同步带卡在同步轮上。 注意： 同步轮的方向。
使用标记为右的XY轴十字架支架，有皮带卡口的方向朝上。 步骤26、将光轴套入后面板右侧滚珠轴承孔中。 注意： 将套在X轴电机上的100齿同步皮带套上来。 步骤27、同样在前面板右侧用光轴末端紧固块(切割件)固定，并拧上16mm M3螺丝。 步骤28、在后面板右侧则使用12mm M3螺丝固定。 步骤29、用较长的8mm光轴穿入右面板右侧的轴承孔中，并将下图中的相关部件套在光轴上。 注意： 同步轮的方向。 使用标记为前的XY轴十字架支架，有皮带卡口的方向朝下。 步骤30、取2根300齿的皮带套在光轴上。
步骤31、同样，将光轴安装好后，右面板用光轴末端紧固块(切割件)固定，并拧上12mm M3螺丝。
步骤32、左侧的安装则需要16mm M3螺丝。 注意： 限位开关的绕线。 步骤33、取较长的8mm光轴从右面板轴承孔中插入后套如下图中的部件。 注意： 同步轮的方向。 使用标记为后的XY轴十字架支架，有皮带卡口的方向朝下。 步骤34、将2根皮带套装在同步轮上。
步骤35、同样，安装好光轴后右面板用光轴末端紧固块(切割件)固定，并拧上16mm M3螺丝。
步骤36、左侧则需要使用12mm M3螺丝固定。 步骤37、接下来的步骤将开始调整和固定相关运动轴。将左上角的２个同步轮推到最边，并拧紧顶丝。
步骤38、用尺子测量外边的同步轮边沿左左面板的距离。
步骤39、再调整左下角上方的位置，使其距离与刚才左上角测量的距离相等。 步骤40、调整好位置后固定顶丝。 注意： 固定好后记得手拉动皮带，假如运动阻力过大说明没有调整正确，需要重新调整。 步骤41、同时推动右侧的2个同步轮让同步皮带与下面的右侧光轴在同一个平面上，并固定上方的同步轮，测量同步轮边沿到右面板的距离。 步骤41、再手动调整下方的同步轮，使其距离与刚才测量的距离相等。并固定好同步轮。 注意： 同样固定好后记得手拉动皮带，假如运动阻力过大说明没有调整正确，需要重新调整。 步骤42、将4个方向上的支撑架卡入皮带中。 步骤43、将较长的6mm光轴插入挤出机下面方的直线轴承孔中。 注意： 标有“前”的面朝前。 步骤44、将光轴左端插入左侧的安装支架上。 步骤45、同样，右端插入右侧支架上。
步骤46、将左侧安装支架上的卡件下压，使其卡住皮带，再使用30mm M3螺丝穿入孔中将其挡住。并测量光轴左端到上方8mm光轴的距离。
步骤47、将右侧固定支架调整到刚才测量的距离后卡住皮带，插入30mm M3螺丝。 步骤48、再将左右两侧的安装支架上的固定片安装好。 注意： 安装好后可以推动6mm光轴运动，再次测量左右两端是否等距，如不等距需要再次调整。 步骤49、使用同样的方法，将较短的一根6mm光轴安装好，并保证其等距。 注意： 安装好后再次推动挤出机验证阻力是否过大。 适当的喷上轮滑油。 步骤50、将T型丝杠转动套入Z载物平台的铜螺丝孔中，将丝杠下端套入轴连器中，并将左右2端12mm光轴插入直线轴承孔中。 步骤51、固定轴连器顶丝。 注意： 顶丝上方到顶面板的距离。
步骤52、最后安装好顶面板，挂上送料机，将送料管两端插入送料机和挤出机的启动接头处。
步骤53、将挤出机和送料机引出的线缆从后面板右侧孔中穿入。 步骤54、使用扎带将挤出机的线缆和送料管固定在一起。 步骤55、使用套管将挤出机引线和送料管套在一起。 步骤56、穿过后面板过孔后继续缠绕。 步骤57、后面板左侧也使用套管将线缆包住。
步骤57、后面板左侧也使用套管将线缆包住。
步骤58、左面板内壁右侧也使用套管将线缆包住。
步骤59、右面板内壁右侧也使用套管将线缆包住。
步骤60、将电源开关安装至安装孔。 步骤61、将电源模块安装在电路面板上。 步骤62、固定好电路板，方口USB线穿过支撑块孔插在电路板上。 步骤63、将加热管引线、各轴电机引线、限位开关引线、和热敏电阻引线都接在相应的座子上。 步骤64、安装液晶控制模块，并插好线。 步骤65、将液晶控制块线穿过支架孔安装在电路板上。
步骤66、将电源模块输出线接在电路板电源接头上。
步骤67、安装好电路支撑板块，通电。
此部分写给小白: 3D打印机完成3D打印软件必不可少，而且在未来软件的重要性将越来越大。 先说明一点：3D模型怎么来的问题。这个问题好比2D打印的文字图像怎么来的问题，文字可以用Word编辑,也可以用vim,notepad等，图像可以是照相机照的，也可以是图片设计软件设计出来的。2D打印机都不需要顾及这些问题，需要考虑的是字符码。2D打印机输入的是字符码，输出打印好的纸张。而3D打印机也是如此，不管3D模型是什么软件设计出来的还是扫描仪扫描的都不重要，3D打印机输入的是STL文件，输出的是打印好的3D模型。
3D打印机软件的作用无非是将3D模型文件(目前主流支持格式是STL）转为控制3D打印机运行的程序，在PC端运行的程序的作用也是这个。整个过程分为2大部分，一部分是将3D STL格式的文件转换为切片代码(gcode)，另一部分就是根据gcode代码控制3D打印机打印。而3D打印机能受PC端软件的控制，需要运行根据被动接收发来的命令进行相关动作的软件，也就是固件。但是固件除了响应来自USB口或者是液晶控制模块发来的命令的功能外还有自身的功能，比如完成硬件初始化，软件决策，电机控制，温度控制等。
总结下，上位机软件（运行在电脑上的软件）分为2大部分，切片和控制；下位机软件（运行在3D打印机主板上的软件）主要做电机控制，软件算法和通信。
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发表于 2014-10-19 16:42:25
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