Держатель ножей для Graphtec CB09U Silhouette Cameo +15 ножей. Делаем режущий плоттер из 3Д принтера

Как выяснилось, бытовые режущие плоттеры уже вполне распространены в мире, хотя и стоят денег.
Однажды, просматривая али, я случайно нарвался на эту вот штуку. Ну или аналог для другого плоттера. И подумал — а почему бы не попробовать превратить Ender 3 в [режущий] плоттер? Да, малое поле «печати», но вложений — всего 12 баксов, зато может быть много пользы, да и интересно же.

Данная конструкция представляет собой т.н. флюгерный нож, то есть там внутри некие подшипники, которые позволяют ножу легко вращаться и поворачиваться режущей кромкой в направлении реза.

В комплекте идет сам держатель и 3 комплекта ножей, в каждом — по 5 ножей и 5 пружинок, каждый комплект имеет свой угол режущей кромки. О каком угле речь хорошо показывает заглавная картинка:


Комплект:


Держатель ближе:


в разборе (сильнее разобрать не смог, да и не сильно -то и хотелось)



Резьба на верхнем(заднем) прижиме что-то типа М9х0.75, но это не точно.

Нож торчит в рабочем положении (насколько я это понимаю) примерно так, или чуть больше — это регулируется.


Ножи. Коробочки:


Сами ножи:


Выдержка из интернетов: Стандартные значения угла (от вертикали) — 30° (для мелких деталей), 45° (промежуточный вариант) и 60° (для стандартных работ). Ножи с заточкой под 60° эффективны для резки толстых материалов: светоотражающих и пескоструйных плёнок, картона.

Теперь переходим к собственно процессу переделки эндера в плоттер. Скажу сразу: я о режущих плоттерах знаю что они есть, и видел видосы на ютубе. Всё. Как оно работает, как его настраивать, чем отличаются ножи — тёмный лес. Всё методом тыка и на уровне ощущений. Так что если есть специалисты — дополняйте, комментируйте, ругайте и всё такое. Тут, думаю, тот случай когда в комментах будет больше полезного чем в обзоре.

Поизучав вопрос, я понял что я не первый задумался такой доработке, и на thingiverse уже есть некие модели для неких держателей. Большинство произвело на меня гнетущее впечатление, но один проект в целом показался интересным:

www.thingiverse.com/thing:3836817

«Фишка» конструкции в универсальности — снял держатель и прикрутил новый. Из минусов — подходит только для стандартного кожуха головы эндера 3. Ну и я решил немножко изменить конструкцию чтобы вплавить более длинную резьбовую втулку М3. Кроме того, как оказалось данный держатель рассчитан на инструмент диаметром 12мм, а купленный мной имеет диаметр 14мм, поэтому пришлось перерисовывать и перепечатывать еще раз. Файло тут: drive.google.com/open?id=16Tgi8kz_7ISgWTEkqpOx45ADo-JFu4Ga

Еще варианты: www.thingiverse.com/thing:3422179, www.thingiverse.com/thing:3709721

Но начать я решил не с ножа, а с маркера (и почти сразу его сломал, когда поставил на паузу, а принтер поехал парковаться по ближайшей траектории — через прищепку, но это уже детали). Забегая вперед, вот как это выглядит на принтере:




Фоточки с закрепленным маркером похерились, так что вот маркер в держателе отдельно:




Тут важно понимать, что маркеры все разные, то есть переходник под каждый маркер будет свой. кроме того, переходник должен обеспечивать четкую высоту над столом, а маркеры все разные, даже если одинаковые. Короче, если привычный gcode для 3д-принтера работает всегда на этом принтере (ну разве что температуры для разных пластиков будут отличаться), то в случае маркера — увы, ничего универсального нет, под каждый маркер нужно генерировать свой код. Ну либо крайне тщательно выставлять маркеры. У меня, собственно, не было режущего инструмента чтобы от чего-то отталкиваться в процессе экспериментов, при его наличии — можно попытаться…

Ну и далее я перешел к поиску софта и плагинов. Большинство работает с InkSkape и плагинами к нему. И если сам inkskape писали, похоже, дизайнеры (потому что всё красиво, но очень странно), то некоторые плагины к нему писали по-моему инопланетяне в сотрудничестве с японцами. И даже те люди которые его пиарят и вроде бы то-ли сами написали, то-ли близки к писателям, не совсем понимают как оно работает. Баловался я этим довольно давно, поэтому подробностей не помню, а плагин называть не стану чтобы никого не обидеть, но мне пришлось напиться чтобы хоть частично забыть это произведение внеземного гения и как оно работает. Потому что это нужно долго ставить, потом что-то долго крутить в самом редакторе, тщательно готовя это к выводу на плоттер, и потом оно вместо рисунка мне нарисовало какую-то простите $@лупу. После чего я нервно захихикал, у меня начал дергаться глаз, я маханул сотку чего-то крепкого, и пошел искать альтернативы.

И таки нашел альтернативу под названием gcodeplot.
Автор: Alexander Pruss
Ходить сюда (присутствует автор): inkscape.org/~arpruss/★gcodeplot
Качать отсюда: inkscape.org/gallery/item/10545/gcodeplot_lkPE7AJ.zip
Кое-какая инструкция по настройке тут www.instructables.com/id/Use-3D-Printer-As-a-Plottercutter/

Этот софт, точнее плагин, просто поразил своей простотой. Ничего лишнего, на 99% всё понятно, оставшееся должно прийти с практикой в течение минут, ну может десятков минут. При этом есть какие-то нюансы, то есть я не во всем разобрался, но это уже как-бы мелочи, и я думаю в процессе соображу. Ну или в комментах подскажут.

Для настройки данного плагина нам нужно найти три начальные координаты — правильно, X, Y, Z. Узнать их нужно потому что наш резак смещен относительно сопла. X и Y это левый нижний угол картинки, Z — высота на которую нужно поднять голову принтера чтобы лезвие вышло на нужную высоту над столом.

Ставим голову на место, включаем принтер, через меню идем auto home, после чего через меню же поднимаем голову миллиметров на 20 и далее перемещаем так чтобы лезвие встало над столом в максимально левую и максимально нижнюю позицию. После чего я лично опустил голову вниз таким образом, чтобы расстояние между черным колпачком и столом с подложенной картонкой составляло 0.5мм. лезвие при этом полностью утоплено внутрь!

У меня получилось X=50,Y=60, Z=8.6

Примерно так:


Можно было бы сдвинуть еще дальше, но не думаю что эти пару мм сделают погоду. Ну и по высоте я не опускал как положено, это фото чисто чтобы показать куда примерно гнать голову и что замерять. Лезвие, повторюсь, не торчит наружу, и при настройке щуп должен плотно входить между держателем ножа и столом с картонкой.

Всё, можно запускать inkskape. Загружаем картинку, и готовим к вырезанию/рисованию. То есть все объекты должны быть контуром минимальной толщины, черного цвета чтоб не заморачиваться, и без заполнения, если это прям не требуется (если будет заполнение — будет долго и печально штриховать с заданной плотностью под заданным углом. я пробовал, мне не понравилось ;) ). Далее «сохранить как» и выбираем 3-axis gcode plotter



Нажимаем сохранить и попадаем в диалог настройки плагина


Не забываем выбрать tool mode — cutting или plot (для чего третий режим я не понял), и заполняем всё по логике:
Left-X и Lower-Y мы только что измерили Right-X и Upper-Y это соответственно максимальные противоположные координаты, Wirk-Z — соответственно тоже что мы измерили. Lift Z-height это относительная высота подъема иглы при «холостых» перемещениях между объектами. То есть что-то мы нарисовали/отрезали, приподнялись на эту величину, переместились на следующую фигуру, опустились на эту величину и продолжили. Parking Z-height это безопасная высота на которую голова поднимается перед и после процедуры резки/рисования. Остались скорости перемещения — думаю очевидно что к чему, ну и скорость порта и сам порт, которые трогать не нужно, если вы не хотите печатать с компа.

Не забываем настроить и параметры нашего ножа в меню cutting settings


Если я правильно понимаю, то tool offset это половина диаметра ножа, то есть расстояние между осью ножа и дальним кончиком его режущей кромки, а вот что такое вырубка я не совсем понял. Подсказка гласит что это extra cut distance for closed curves, что насколько я понимаю перехлёст при вырезании замкнутых кривых, то есть например при вырезании отверстия мы прорежемся не до точки старта, а еще на эту величину дальше, то есть всю окружность и еще чуть-чуть по второму разу. Если настроить неправильно может получиться например вот так:


а если всё сделать более-менее правильно — то как-то так:


Ну и собственно чего у меня получилось. Общий вид:


Детали вы увидели чуть выше. Можно было прорезать чуть глубже, ибо отрывается не оч хорошо, но у меня и пленка старая



Но прорезалось всё, и почти даже хорошо. Резал 45-градусным ножом.


Ну и залипательные видосики. Я лично балдею от того как оно выводит маркером всякое. Но прошу прощения за дерганое изображение — фотоаппарат я всё никак не отдам в ремонт, а в телефоне при плохой освещенности почему-то дергания постоянные.

рисование маркером:



резка пленки:


Вывод: 3д принтер освоил новую профессию ;) Несомненно, можно таким же образом переоборудовать и какой-нить CNC типа 3018. Наверно, если этим пользоваться регулярно, стоит прикупить фирменную липкую подложку, ну или на клей-карандаш клеить вырезаемое. Несомненно, нужно будет выбирать оптимальную скорость и угол режущей кромки в зависимости от материала, и надеюсь мне тут помогут более опытные товарищи в комментах. В целом я получил просто кучу удовольствия, которое слегка омрачено первым неудачным плагином и сломанным маркером, но дальше — чистый кайф ;) Область применения — ну мне вот так сразу на ум пришло изготовить наклейки на клавиатуру. Распечатать на тонкой бумажке или пленке, заклеить сверху еще одной и аккуратно вырезать плоттером. Всё, износа больше не будет. Ну и конечно же всякие просто надписи, типа той что в обзоре. Скрапбукинг всякий. То есть всё то что можно делать на режущем плоттере. На тряпочках можно маркером рисовать, на толстом картоне, на металле, стекле и чем угодно. В минусах — малая область резки.