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3D Home Printer With Arduino

by Mariano Conde Caballero

I wanted to make a 3D printer for a long time. When Idecided to make it, I bought necessary materials andI started with my 3D printer dreamed. I was lookingfor information on many websites and I saw differentmodels, Prusa , Delta, etc. In the end, I decide tomake the Delta model since it was the most attractivemodel for me .

Then I 'll describe you how I did it . I will start toexplain you how I made the prototype needed tomake pieces of the final printer, I hope you like it andyou feel encouraged to make your own 3D printer.

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Step 1: Videos

https://www.youtube.com/watch?v=JOEevXtGcDs

https://www.youtube.com/watch?v=YH_KLRLgcN8

https://www.youtube.com/watch?v=AynsgAsgfVY

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Step 2: Materials

LCD --> Price: 7,56€

http://es.aliexpress.com/item/Promotion-3D-Printer...

Arduino Mega 2560 --> Price: 6,84€

http://es.aliexpress.com/store/product/Free-shippi...

Ramps 1.4 --> Price: 3,73€

https://es.aliexpress.com/store/product/RAMPS-1-4-...

4 Pololus --> Price: 1,44 x 4 = 5,76€

https://es.aliexpress.com/store/product/Red-StepSt...

Headbed --> Price: 6,40€

https://es.aliexpress.com/store/product/Geeetech-R...

Hotend 1,75 mm and mouthpiece 0.4mm --> Price:4,40€

http://es.aliexpress.com/item/FreeShipping-Long-di...

Mirror 215mm x 215mm --> Price: 5€ (bought

glassware)

Kapton tape --> Price: 1,09€

http://www.ebay.es/itm/5mm-X-100ft-Cinta-Kapton-Te...

Termistor NTC 100k --> Price: 1,17€

http://www.ebay.es/itm/Termistor-Ntc-100K-Ohm-3950...

PTFE tube (1 m) (1,75mm) --> Price: 1,79€

https://es.aliexpress.com/store/product/1M-3D-Prin...

Aluminum extruder --> Price: 4,74€

http://es.aliexpress.com/item/3D-printer-accessori...

6 Linear bearings --> Price: 12,52€ (10u)

https://es.aliexpress.com/store/product/Free-Shipp...

3 Endstop --> Price: 0,72€

http://es.aliexpress.com/item/10pcs-lot-3D-printer...

Fan 40x40mm --> Price: 1,68€

http://es.aliexpress.com/item/CoolCube-1pc-Makerbo...

6 Pulleys and 3 straps --> Price: 9,27€

http://es.aliexpress.com/item/2Pcs-20-GT2-6-GT2-Pu...

6 Stainless steel bars(80 cm of 8 mm) --> Price:17,42€ (In hardware store)

12 traxxas 5347 --> Price: 8€ (USA)

Carbon fiber tube (6 mm) --> Price: 4€ (Decathlon)

4 stepper motors NEMA17 42HS40-1504A05-D20-->

Price: 32,8€ (joint purchase)

Threaded rod --> Price: 0.80€ (In Leroy Merlin)

Screws --> Price: 4€ (In Leroy Merlin)

3 dock--> Price: 0,65€ (In Leroy Merlin)

Custard rate --> Price: 1,50€ (In Carrefour)

PC power supply (400 W) --> recovered from old pc

Filament --> Price: 20€

TOTAL PRICE --> 155,38€

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Step 3: The Electronic

Before mounting it, it is recommended to test theelectronic to make sure everything works fine. To dothis, we need to load the firmware in Arduino. We willuse two types of firmware, Sprinter and Marlin. Firstwe use an old version of Sprinter just to test theelectronic as this allows you to move motors withouthaving to activate the sensors. Then in the end, wewill load new version of Marlin.

To carry out all this process I followed the tutorial onnext website:

http://www.zonamaker.com/impresion-3d/crea-impreso...

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Step 4: Setting the Pololus

Firstly we have to adjust the pololus to limit themaximum current that will consume the engines.Todo this we need a multimeter (to see the currentflowing through the motor), a ceramic screwdriver andPronterface program. What we must do is to put amotor on the connector of the extruder and make itwork through Pronterface program. Then we willadjust the pololus potentiometers, one by one, untilthe desired values, which in our case are: 400 mA forthe extruder and 200 mA for each axis (X, Y, Z). Toview the current we will use the multimeter.

For this configuration I followed the tutorial on thenext website:

http://www.zonamaker.com/impresion-3d/crea-impres...

I recommend you to see it, as it is very well explainedand it includes some videos.

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Step 5: Preparation and Assembly of the Structure

First thing that we are going to build is the prototype.It took me a day to mount it.

We print the plane in A2 format, then the plane isplaced on a wood and we cut it. This is done to both,the bottom and the top. Then we drilled holes with 8mm drill. It is recommended to drill the holes with thetwo boards together to make it more accurate. At thetop we will make a big hole where we will place theengine of the extruder. At the base we will make asmall hole to put wires of hotbed.

To hold the filament we cut a piece of wood bar andtwo pieces as you can see in the pictures. We putsteel rods into the holes. The pulleys are caught witha screw in the center of the edge of the wood withoutpressing to make it can turn easily.

We put both engines extruder such as the X, Y, Z asshown in the pictures.

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http://www.instructables.com/ORIG/F25/542X/IFI38Q6J/F25542XIFI38Q6J.pdf…Download

Step 6: Construction of the Arms and Support for the Hotend

For the construction of the arms, we cut six pieces ofcarbon fiber tube of 215 mm and 12 pieces of 50 mmthreaded rod. Then in a wood, we screwed twoscrews at a distance of 250 mm and we will cut offthe head of the screw. Then we paste the rods tocarbon fiber tube and traxxas. we place these rods inthe two screws that we put into the wood. This

procedure must do for the 6 rods.

I used a metallic glass that are used in desserts forsupporting the hotend. We cut the glass with Dremelas shown in the pictures. We assemble all the screwsand put a dock to snug.

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Step 7: Construction of Supports for Bearings

For bearings I used two pieces of wood in the form of T. We made some holes to hold bearings with clips. To holdarms, I put two metal angles for each carbon fiber tube. Finally, to hold the strap it has been used staples, It hasstrained well and then have it all other staples. Then I tried if it was working well in the printer.

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Step 8: Placing the HotBed and EndStop

To put a glass or mirror above the HotBed, I have milled holes of hotbed to introduce the heads of the screws..Then I have soldered a led and power cables.The thermistor has been fastened in the center of the bed withKapton tape.

The EndStop have been fastened with the wire as you can see in the picture.

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Step 9: Firmware

For firmware settings I advise you to follow the tutorial in this website:

http://www.zonamaker.com/impresion-3d/crea-impreso...

here you have my file set. You should set it depending on the size of your printer.

http://www.instructables.com/ORIG/FBE/JHY5/IK1FJN5Q/FBEJHY5IK1FJN5Q.rar…Download

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Step 10: Calibration

This is the most difficult step to make because youhave to dedicate a lot time to get calibrate itperfectly.The HotBed must be leveled perfectly andmake that the Hotend touch slightly a sheet betweenthe bed and the HotEnd.

You can see these videos where the author suggestswhat you should do:

//www.youtube.com/embed/WH0cMFhkdr8

To calibrate the axes watch this video:

//www.youtube.com/embed/FbnuVS84kBQ

Step 11: Finished Prototype

In the images we can see the finished prototype and some manufactured parts. As you can see the quality is nottoo good but enough to build the final printer.

I show you a video with the printer running:

//www.youtube.com/embed/TPVZAOITTnA

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http://www.instructables.com/ORIG/FWQ/UP6W/IJQ02F6O/FWQUP6WIJQ02F6O.stl… DownloadView in 3D

http://www.instructables.com/ORIG/FKH/AH9M/IJQ02F7J/FKHAH9MIJQ02F7J.gco…Download

Step 12: Creating Parts With the Prototype

With the finished prototype we print all the parts needed for the final printer. In the images I show you thesepieces.

You can download the pieces in the following file:

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http://www.instructables.com/ORIG/F23/953S/IJQ02450/F23953SIJQ02450.rar…Download

Step 13: Creation and Painted the Structure of the Final Printer

We build a box for the base of the printer with pine wood. We do all holes including 2 large holes for fans, these bein charge of refrigerate all the electronics. For the backside we use a pine board. I have cut the top in a roundedshape and I have milled it. Finally we give several coats of varnish with spray, leaving as shown in the pictures.

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Step 14: Placement of Engines

We put the motors as shown in the pictures. We also place pulleys and EndStop with their pieces.

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Step 15: Placement of Arms

In this step, we just have to put the pieces together with screws and mount it on the structure of the printer.

The following file contains some improved parts.

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http://www.instructables.com/ORIG/FT5/SX7H/IJQ02B0J/FT5SX7HIJQ02B0J.rar…Download

http://www.instructables.com/ORIG/FVG/CQWZ/IRLQERBI/FVGCQWZIRLQERBI.rar…Download

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Step 16: Finalization of the Printer

The only thing left to do is to connect all the electronic (including the screen with the support that was printedbefore) and to tense the straps slightly. In the images we can see the printer already finished.

Here's a video printing:

//www.youtube.com/embed/SgO-OIH-5dE

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Step 17: Prints Made

As you can see from the pictures, the prints arealready quality but to achieve it I have been almost amonth calibrating everything and printing severaltimes the printer pieces.

//www.youtube.com/embed/fe9D46puEGs

//www.youtube.com/embed/HZeFmv0TKA4

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Would 240mm push rods work by changing the settings a bit? Please reply quickly.

Hello, forgive the delay. I have been very busy. It can work by changing the corresponding part ofthe code.

Can you please tell me what all sizes of screws should I buy?

The size of the screws you must decide. You have to measure how long you need it and buy it.

hola, gracias por compartir un proyecto que hace más accesible la impresión 3D y nos enseñanociones de ingeniería y electrónica, de verdad, es una manera muy constructiva de usar latecnología a nuestro alcance. Verás, vivo en Madrid y tengo una duda, ¿dónde comprar las varillasde acero inoxidable? Gracias de antemano por tu tiempo y tu respuesta.

Hola Pablo.

Yo lo compré en una ferreteria de Málaga, pero no es una ferreteria cualquiera ya que vendíatambién hierros.

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Supongo que en Madrid hay muchas ferreterias como las que te digo.

Un saludo.

Hola Mariano,

Soy de Málaga y estoy intentando montarme un impresora 3d, pero no encuentro las varillas deacero inoxidable por ningun lado, ¿Recuerdas donde las compraste?

Hola¡¡

Sinceramente no me acuerdo pero he estado buscando y creo que es en: Suministros IndustrialesMiguel López

Cuando pregunte allí por varillas de acero inoxidable de 8 mm me dijo que si las quería para haceruna impresora 3D ya que mucha gente ha ido allí a por ellas. Vienen muy bien calibradas y te lacortan a la medida que quieras.

Un saludo.

Iré a ver, muchas gracias!

Is the arduino mega you used real? it says about $8 and it is like $30 on arduino.cc

Hello, yes, it is the arduino mega 2560, but it is not the original. It is a Chinese version.

Buenas una vez mas

Ya tengo montada e imprimiendo la maquinita :D

Solo puedo agradecerte este instructables porque , par ami ha sido un desafió, pero merece lapena cuando ves que la maquina va sacando cosas.

Ya solo me falta que la ultima capa me la deje lisa, ahora mismo la ultima las hace igual que lasintermedias, pero bueno , poco a poco.

Una vez mas Mariano , muchas gracias por todo.

Hola¡¡¡

Enhorabuena¡¡ buen trabajo. Te ha quedado muy bien.

La ultima capa no te va a salir lisa como la primera.. ya que se van a notar un poco las líneas.

Hasta pronto¡¡¡

Buenas a todos, no se si esto se sigue mirando pero yo aqui sigo intentando que me funciones.

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Tengo una pregunta Mariano, lo tengo todo montado pero me cuesta una barbaridad calibrfar lastorres, saliendo impresiones nefastas xD.

Ese video que pones para calibrar las torres no consigo extrapolarlo para esta delta.

Tienes algun consejo o video donde lo expliquen bien?

Un saludo y gracias por este proyecto, en cuanto soluciones colgare fotos :D

Hola Santiago¡¡

Entiendo que tengas problemas con la calibración ya que es lo más difícil. Te puedo dar variosconsejos:

En primer lugar pon un trozo de folio en la cama caliente y dentro del menú de la propia impresorahaces que el hot-end vaya al centro de la cama hasta que toque el papel suavemente. Para ellodeberas ir cambiando el valor de la altura en el código...me imagino que sabrás donde tienes quetocar. :) (En caso contrario me preguntas).

Una vez que el centro lo tengas bien, pues tendras que ir calibrando cada uno de los brazos deforma similar al calculado anteriormente. Haces bajar un eje hasta que toque suavemente elpapel.. para ello te hace falta ajustar el tornillo del carro.

Una vez que tengas los tres ajustados.. seguramente el centro ya se haya descolocado.. para ellotienes que ver si hace panza o cuenco :) y modificar un valor del código.. exactamente en esto:dentro de configuration.h debes modificar el siguiente parámetroDELTA_SMOOTH_ROD_OFFSET si lo subes creo que bajas la panza y al revés lo contrario.

Es cuestión de ir modificando una y otra vez y ver como va.. cada vez que hagas un cambio debesde volver a calibrar hasta que lo tengas perfecto.. es un poco plasta.. pero no hay remedio.

Tengo ganas de ponerlo algún día que se calibre automáticamente que se que se puede y seríaestupendo.

Un saludo y ya me vas contando.

which software you are using to creat stl & gcode files?

I use the host repetier software.

Buenas Mariano, primeramente felicitarte por tu excelente trabajo. Tengo que hacer un trabajomuy importante y me has animado a hacer este proyecto. Me preguntaría si me podrías dar algúnmétodo de contacto para preguntarte cosas si me surge alguna duda. Soy un chico de 16 años yseria genial contar con tu ayuda, por eso te ruego que si puedes y si me surge alguna duda puedacontar con tu ayuda. Te dejo un correo, el mio: [email protected]

Buenas Mariano, primeramente felicitarte por tu excelente trabajo. Tengo un trabajo muyimportante y tengo que hacer una impresora 3D y estaría interesado en construir tu proyecto, yaque esta muy bien documentado. Pero por si acaso podrías darme algún método para contactarcontigo más fácilmente por si surgiera una duda o algo parecido?¿. Soy un chico de 16 años ycontar con tu ayuda sería muy bueno, si pudieras te dejo un correo: ( [email protected] )

Más que nada era para si surgiera alguna duda y como tenemos la facilidad de comunicarnos enespañol como he dicho seria genial.

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if you already have access to a 3d printer is their any reason to build the prototype?

Hi, if you can print the parts on a 3D printer, you do not need to make the prototype. The prototypeI did so that I could make the parts I needed.

what is the length of each arm?

The total arm length is 250mm

Great project and build process. Very admirable to see how it started from temporary parts to selfmade parts by itself, truly a reprap project. Since I've just acquired a 3D printer and gained muchinterest in building my own Delta printer. I am wondering how the length of the arms should bemeasured according to the size of the printer.I already have a square heatbed so your build is veryrelevant.

Thank you very much.

The length of the arms should be such that it can travel the entire base of the printer. This data willbe entered into the arduino code to fit that distance.

Thanks for your prompt reply! Will build it in my free time :)

Buenas Mariano.

Lo primero darte la enhorabuena y agradecerte por poner esto para que todo el mundo puedahacerla, me has animado :D.

Tengo un problemilla con la regulación de los pololus. De la misma manera que en el video losregulo todos desde el extrusor, y los motores se mueven muy bien . El problema viene cuando losdrivers los pongo en sus sitios para los ejes X, Y y Z, no se mueven. Dandoles mas intensidadtampoco consigo que funcionen .

Te ha pasado algo similar y/o sabes como poder solucionarlo?.

Muchas gracias!

Hola¡¡

Es muy raro que te pase eso... necesitaría tener más información para poder ayudarte. Cómohaces para ver si se mueven o no los motores de los ejes X, Y y Z?

Me alegro mucho de que os animéis para hacer este proyecto ya que creo que es algo útil paramucha gente.

Un saludo.

Pues con el pronterface , en su interfaz, le doy a mover los ejes X , Y o Z para ver si lo mueve demanera correcta , pero en lugar de moverse aunque sea un poco , hacen ruido.

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Una vez mas muchas gracias, y un saludo.

Comprueba que los cables de los motores estén bien conectados, ya que de no estarlos puedeproducir ruido y no girar.

Un saludo.

Hola Mariano! Muchas gracias por poner este proyecto de forma libre. Quiero este proyecto, peromuchos de los links que pones para comprar el material ya no van, como no se mucho, no se cualcomprar en su lugar. Un saludo y de nuevo gracias.

Hola¡¡ Muchas gracias por tus palabras. Acabo de actualizar los links que ya no estabanoperativos.

Un saludo.

Gracias por responder tan pronto!! Estoy viendo los links y tengo algunas dudas,

PCB Climatizada MK2B, este no está disponible,¿Cuál puedo coger?. En el PTFE Teflon TuberíaConectores, ¿Cojo el Type A o el TypeB?. Los ventilador 40 * 40 * 10 mm no están disponibles,¿Puedo coger cualquiera con esas dimensiones?. Eso es todo gracias!!!

Hola de nuevo. Ya cambié el enlace del PCB Climatizada. Respecto al PTFE teflón, compra eltipo A si vas a usar hilo de 1,75 que es lo mejor. Puedes usar cualquier tipo de ventilador de esasdimensiones. Un saludo.

Hola mariano espero que este bien no quería molestarte pero no tengo de hotra tengo uninconveniente cuando envío el comando (M666) luego de mandar la punta del hocten frente a latorre (x,y,z) en donde Z5 es la distancia que poseo en cada torre y voy bajando desde 1mm yluego 0,1mm con la hoja de paper entre la cama caliente y la punta del hocten en vio estecomando(M666)no me presenta nada en el rejistro de la eepro de repetie o de proteface ya que debería depresentarme unas condenada de la distancia de la punta del hocten y la cama caliente.apurotrabajo e logrado conseguir que la punta del hocten haga fricción en la hoja de paper pero enalgunos caso (0.50mm) por encima de la hoja cuando quiero bajar eso (0.50mm) la punta sequeda en el mismo sitio o retroceder más .

Hola Alex. Lo mejor es que veas las coordenadas en la pantalla de la impresora y que cambies elvalor de la altura z en el código. Tienes que ir probando mucho.. no es fácil.

Un saludo.

Muchas gracia maestro ya la tengo casi terminada esto es una foto en donde estaba probando conun lápiz solo quiero preguntarle algo cuando realizó el homi los carriles tocan los finales de carreray asen un cambio y se apagan pero en ves de quedarse pisando los finales de carrera bajan como8mm por lo que la distancia del eje (Z) varia mucho...y de nuevo muchas gracias.

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Hola Alex.

Cuando haces un Homing, debe de tocar los finales de carrera e inmediatamente bajar un poco ypor último volver a subir. Si como tu dices, se quedan 8 mm más bajo, puedes configurar la alturapara que siempre se quede con esos 8 mm menos.

Un saludo.

Hola Mariano lo conete como me hubieses dicho los finales de carrera pero en marlin (NO) meresponde y en sprinter (SI).

Pero lo estás probando con la aplicación repertier-host?

Hola y grasia por todo mira este finar de carrera lo conseguí en una impresora de tinta.. tengo lo 3conetado(COM Y NC) Y configurado en marlin (false) pero no me reponde cuando ago el homeme podrias ayudar.

Respecto a la calibración que me preguntastes, debes de modifcar el valor de la altura del eje Zque lo puedes ver en la imagen 1 y quizás también debes de modificar los valores de las 3 líneasque te he marcado en la imagen 2 además de ajustar los tornillos que hacen tope con los finalesde carrera.

Tendrás que cambiarlo muchas veces e ir probando hasta que consigas calibrarlo.

Hola Alex,

Hace unos 6 meses nuestro amigo MarcS2 le pasó lo mismo. Si quieres buscalo más abajoporque él llegó a solucionarlo. Yo creo recordar que le dije que usara el software repertier-host. Yono lo conectaría así, pondría COM y NO. Bueno, ya me cuentas.

Any English tutorial for the electronics specifically?

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HelloAll the step drivers use jumpers?Cheers

Yes

What is the unit of measure in the pdf for the wooden bases?

Millimeters

Hi there again :D after 6 months I've finally got my printer up and running. It was my Arduino IDEwho gave all the problems. Last week I've installed the 1.0.5 version of the IDE and... poof... ituploaded seamlessly. So now I'm playing a bit with it and I notice that when I click on the "home"button, the extruder goes up but doesn't stop when the end switches are pushed until after a fewseconds. I've already tried to invert the switches in the firmware but that doesn't seems to work. Isthis a normal behavior or is there something else I can look at? Greets Sander

My bad! I've found out what my problem was. I've misplaced the connectors of the endstops duringthe last repairs.

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