Корпус для 3D-принтера, суть – коробка. Нормальное свойство любой коробки: открываться и закрываться. В самом-самом начале, общей идеей было то, что коробка принтера будет открываться только спереди. Т.е. доступ в основной объем будет через некие фронтальные дверцы. Но, по ходу пьесы, пришлось идею немного модифицировать.

Несостоятельность исходного плана проявилась почти сразу. Буквально, на стадии строительства основного объема ящика, сразу после того, как были склеены и покрашены его основные части. Предполагалось, что коробка блока управления будет наглухо присобачена к коробке с принтером:

Единственное, что на тот момент еще не было решено: шурупы или клей…

Но, как только начался общий монтаж запчастей, стало очевидно, что постоянная фиксация этих двух основных кусков корпуса в любом варианте недопустима. Если ограничиваться только фронтальным доступом, то неудобно становится практически все: от заправки филамента, до прокладки проводов.

Печатать, там – да. Двери открыл, стол выехал, с него деталь снял, задвинул обратно, запустил новую печать. В принципе, это 90% всего взаимодействия с принтером. Но остаются еще те самые 10%: техническое обслуживание/чистка, модификация, перезарядка и т.п. Достаточно регулярные мероприятия, которые требуют куда более всестороннего доступа. Уж про начальный монтаж и настройку всего и вся можно и не говорить.

Решение проблемы: коробка блока управления должна уметь делать так:

Казалось бы, чтобы она должна уметь делать так, всего и нужно к ней добавить простые петли сзади…

С петель, собственно, все и началось в этой части проекта…

Когда стало однозначно понятно, что им быть, то первая мысль была – рояльные петли. Но есть один момент… Коробка управляющего блока, не вполне обычная коробка. В задней части принтера все выглядит вот как-то так:

Обширная полость позади контрольного блока предназначена для установки контактных планок, через которые блок управления соединен с принтером годзилионом проводов. Тянуть их напрямую от электронных модулей в коробке к принтеру – сложно. Как с конструктивной точки зрения, так и с точки зрения последующего обслуживания/модификации. Нужна своеобразная “промежуточная станция”. Вот она в этой полости и размещена.

Из-за ее характерного вида, друг язвительно прозвал все это “домашней АТС” и теперь постоянно спрашивает с издевкой: перешел ли я уже от декадно-шагового ее вида хотя бы к координатному:

Что взять со связиста… Сама вся эта ниша потом будет закрыта собственным кожухом, но сейчас не про это…

В общем, так или иначе, но установка в этой части рояльных петель не слишком хороша. С силу их конструктивных особенностей и ширины планок, каждую половинку такой петли пришлось бы крутить в торцы панелей MDF из которых собраны коробки. А известно, что MDF, при всех его достоинствах – явно не тот материал, в торцы которого вам хотелось бы вкручивать шурупы. Ну, если вы не хотите, конечно, чтобы они повыпадали из него через неделю, как гнилые зубы.

Подошли бы обычные большие металлические петли. Типа дверных. Они широкие и их можно крутить к плоскостям панелей, а не в торцы. Но, во-первых, это уже становится некрасиво… Да, там сзади ничего никто видеть почти не будет. Но, помните? Это все у меня объявленно, как хобби. А в вопросах хобби все должно быть прекрасно. Даже задница! Во-вторых… Ну, некрасивые они и все тут! Не хочу… И, кстати – у меня есть 3D-принтер!

Можно сделать петли самому. Нужного размера, нужной конфигурации и пронзительно прекрасные, как закат Юпитера на Европе. ОК…

Вот такие, например:

Поскольку, петли, по сути своей, штуки относительно универсальные и если вы захотите отпечатать себе такие-же для чего-то, куда бы они тоже могли подойти, то файлы для печати на Thingiverse:

https://www.thingiverse.com/thing:3059378

Я все еще не очень доверяю прочности отпечатанных деталей, поэтому осью петель стали медные фланцы для труб на 3/4 дюйма. Коробка блока управления выходит довольно тяжелой. Специально не взвешивал, но такое количество кусков MDF, блоков питания, рельс и прочего, тянет фунтов на 25, а то и 30 по субъективным ощущениям (~12± ваших кило). Это правильно – оно все и нужно, как можно более массивное для стабильности всей конструкции. Но при поднятии такого тяжелого блока на петлях, весь его вес ложится на их оси. И тут желательно распределить эту нагрузку по большому радиусу чего-нибудь не пластмассового. Хотя бы частично.

В итоге, отпечатанные композитные петли показали себя очень хорошо. С легкостью держат на себе вес всего управляющего блока и при этом выглядят не как ворота на заборе. Хотя, конечно, у каждого свои представления о “пронзительно прекрасном”, но в этом проекте я руководствуюсь исключительно своими вкусами:

Как только решился вопрос с петлями, немедленно возникла следующая проблема. А как же! Проблемы никогда не ходят по-одиночке.

Внезапно выяснилось, что человек, в своем убогом несовершенстве, имеет всего две руки. И вот вам: этих двух рук совершенно недостаточно, чтобы ковыряться в утробе 3D-принтера! Одной рукой вы удерживаете блок управления в открытом состоянии, другой держите что-нибудь внутри, а для инструмента уже все – больше ничего нет! Проэволюционировали все, что только можно, обезьяны бестолковые… Блин, ну даже хвост, и тот умудрились прогадить где-то на просторах Пангеи.

Отвертка в качестве подпорки выступила слабенько. Во-первых, потому, что довольно часто она нужна в качестве, непосредственно, инструмента, а не в качестве подпорки. Во-вторых, она постоянно норовит быть случайно сбитой или соскочившей со своего подпорочного места.

В случае внезапной утраты подпорки, у блока управления только два пути (в зависимости от изначального угла установки). Или вперед – вам по голове. Или назад – на все, что там позади. Оба исхода не очень приятны. 20 фунтов по голове – особенно. Второй исход не менее фатален. Сорвавшийся блок такого веса не только пластиковые петли раскурочит, но и будь они даже титановые – вырвет их нахрен из MDF вместе с шурупами (в случае сквозного болтового соединения – вместе с куском MDF к которому петли притянуты).

Выход: сделать нормальные, надежные стационарные подпорки, интегрированные в конструкцию принтера. Тоже пронзительно прекрасные, само-собой.

Приблизительно вот такие:

Если обратить внимание на схему выше, то деталь №1 у подпорки, имеет вид эдакого блока, к которому подпорки крепятся. Этот блок позволил убить сразу двух зайцев. Собственно, как крепление подпорок и, дополнительно, как заглушка для вот этой выточки в стенке корпуса:

Внутренний объем бокса для принтера, выше, чем егойная рама (там мотор сверху – нужно место). Но выточка должна быть сквозной – иначе невозможно будет в нее вдвинуть/выдвинуть сверху эту часть рамы. Соответственно, остается неприкрытый ничем фрагмент выточки, который выглядит безобразно, следует признать.

Теперь его можно скрыть:

Деталь №5, так же служит двум целям. Она крепится к нижней стороне блока управления и в открытом состоянии работает, как фиксатор стойки. Стойка в него входит своим острым носиком и надежно там удерживается без шансов сорваться или выскочить:

В закрытом же состоянии, эта деталь является… Мнэ… Опять же – фиксатором. Но только теперь она не дает сложенной стойке болтаться и бренчать внутри коробки во время работы принтера:

Совсем вниз стойке не дает провалиться конструкция блока, к которому она прикручена:

И она оказывается как бы зажатой деталями №1 и №5…

Сама подпорка (деталь №4) сделана из алюминиевой трубки 5/16″ диаметром с толстыми стенками. Кажется это когда-то была часть какой-то пневматики. Чего только у меня по загашникам в мастерской не валяется. Скоро надо будет очередную ревизию проводить…

Короче, в прошлой части повествования, как раз, уже вовсю используется этот петельно-подпорочный механизм при установке освещения:

Отлично работает. Стало все удобно и просто. Прям, не нарадуюсь…

Вообще, коробка блока управления сидит на остальном корпусе весьма прочно. За счет петель и пазах в панелях MDF. В принципе, она не елозит, не смещается и при таком весе даже попыток не делает, чтобы открываться и хлопать. Но, как говорится в анекдоте: “Донцову уже было не остановить…“, поэтому…

Любой хороший и надежный ящик нуждается в замках! Пускай и без ключа или кода. Хотя, вы не поверите, какой был соблазн прикрутить туда вот это (оно так до сих пор неприкаянное никуда и лежит, кстати)…

Ладно, уговорил себя, что принтер – не сейф и достаточно будет простых замков, как у чемодана. Типа таких:

Можно было бы просто пойти в ближайший строймаг и купить их за пару баксов, но все уже слишком далеко зашло в этой затее, чтобы продолжать использовать слово “просто”… Ок, ладно… Изобретем замок для ящика. Не велосипед, поди…

Секретным ингредиентом такого вида замков, являются смещенные относительно друг-друга оси.

Если спросить гугль на тему “latch toggle” и внимательно изучить предложенные картинки, то без труда можно найти закономерность:

Именно это и реализует “эффект щелчка” в замках. Не будь этого смещения, механизм петли просто притягивал бы вторую половину замка, удерживая рычаг стягивания в крайнем, шатком состоянии:

Малейший тычок и рычаг сам по себе сорвется из этой точки максимального сжатия и замок откроется сам собой. Чтобы он оставался надежно закрытым, необходимо, чтобы рычаг прошел чуть дальше  точки максимального сжатия. Тогда рычаг будет находится в немного ослабленном состоянии, но не будет сам собой срываться. Потому что для срыва, ему вновь бы пришлось пройти через точку максимального сжатия, чего без существенной посторонней помощи ему будет сделать затруднительно:

Собственно, единственной “сложной” технической задачей в данном случае является подбор величины разноса этих осей. Слишком маленький – и замок будет легко открываться сам собой от малейшего чиха таракана по соседству. Слишком много – и вы просто не сможете стянуть замок. Вам или сил не хватит перебросить рычаг за точку максимального сжатия, или сил хватит, но при этом разорвется вдребезги сам замок. Последний исход более вероятен в контексте отпечатанных пластиковых деталей.

Чисто умозрительно, на теоретическом уровне, я для начала решил, что “пересжатия” всех элементов конструкции на 0.05 дюйма – достаточно. Т.е. рычаг замка, в момент перехода через точку максимального сжатия, должен прижимать вторую половину замка на 0.05 дюйма больше допустимого. Типа, там упругость пластика, оси, люфты, крошечный зазор между блоком управления и корпусом, погрешности при расчетах. Все это, как бы, взаимно друг-друга зохавает и эти 0.05 дюйма (1.27 ваших мм.) будут в самый раз…

По своей сути, оси, рычаг и скоба замка при таком раскладе образуют прямоугольный треугольник. Можно было бы всколыхнуть тину в болоте воспоминаний начальной школьной геометрии и посчитать при какой квадратной гипотинузе какой квадратный катет будет какой длинны. Но мне было лень. Вместо расчетов, я просто тупо сляпал в инвенторе простейшую модель замка из кубиков (как раз демонстрационные видео выше с нее и сделаны) и двигал переднюю ось по вертикали вверх до тех пор, пока модель не начала мне показывать вожделенные 0.05 дюйма смещения:

Полученные т.о. все нужные размеры впоследствии были перенесены на реальную модель для печати конечного изделия:

И, кстати, я таки был слишком пессимистичен на тему точности того, что делаю. Упомянутые выше 0.05 дюйма смещения оказалось слишком большой величиной. Всех взаимных погрешностей, что в рамках деталей ящика, что в рамках деталей замков не накопилось на такой большой ход. Пришлось сократить его вдвое. На схеме выше – уже исправленный вариант. Ключевые размеры для смещения осей помечены, как Magic Numbers. Именно такое соотношение показало наиболее адекватную “упругость” в реальной эксплуатации.

Все, что оставалось – отправить весь этот зоопарк на печать. А потом еще раз отправить на печать детали 2L и 2R, когда выяснилось, что первоначальный расчет был неверен. Так или иначе, в итоге:

В качестве задней оси для рычага и перекладины для зажима, использовались обрезки гвоздей, подходящие по диаметру. В качестве передних осей для фиксации рычага к основанию – винты из серии тех, что используются для фиксации жестких дисков в компьютерах. Они идеально подходят для таких целей т.к. имеют только половину нарезки, что позволяет второй гладкой половине быть отличной скользящей осью, ми-ми-ми-мизируя износ пластиковых отверстий в процессе эксплуатации.

Детали 1 и 5 – декорации. Замок будет отлично работать и без них, но эти площадочки позволяют его легче монтировать и через них удобно размечать отверстия в коробке перед засверливанием под шурупы.

Замок, в принципе, вышел достаточно универсальным, чтобы применяться где-то еще. Все необходимое для печати можно сдернуть с Thingiverse:

https://www.thingiverse.com/thing:3059551

Хинт 1: детали 3L и 3R можно не зеркалить при печати. Они абсолютно идентичны. А, вот детали 2 и 6 имеют “правую” и “левую” разновидности.

Хинт 2: Не следует существенно менять итоговый масштаб деталей. Помните, что “эффект щелчка”, описанный выше, будет плыть нелинейно масштабу. Уменьшение или увеличение конечного изделия более чем на 15% приведет к тому, что “эффект щелчка” станет столь ничтожно малым или чрезмерно большим, что пользоваться таким замком будет нельзя.

При данных конкретных размерах оно отлично, так, уверенно и надежно клацает:

Посмотрим, сколько проживет… Сейчас пока все строится/налаживается, лазить в ящик приходится часто и, как следствие, замки постоянно активно клацаются.

Вот так, простое “чтобы ящик открывался” превращается в целый небольшой самостоятельный проект, где и подизайнить надо, и поинженерить, и поналаживать… В восторге от всего этого, само-собой 🙂