对于第一个版本，请参阅开源金属 3D 打印机（这实际上是版本 3，尽管我们使用两个 - 这更好，所以从这里开始）
内容
BOM 和蓝图
- https://osf.io/ytvgm/（包括 OpenSCAD、STL 和 BOM）
软件
应用领域
也可以看看
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- 气体金属电弧焊 3D 铝金属打印的基材释放机制- 如何用锤子将打印件从基材上取下
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- 开源实验室
- OSAT 的开源 3D 打印
- 使用开源 3D 打印机进行分布式制造的生命周期经济分析
- 聚合物部件和产品的 3D 打印分布式制造对环境的影响
- 使用免费的开源硬件构建研究设备
- 代尔夫特理工大学 - MIG+ Prusa I3
- Weld 3D - 第一个商业衍生产品（似乎已死，请参阅存档副本）
- 请参阅有关“电弧增材制造”(WAAM) 的文献
- Mini Metal Maker - 专为金属粘土设计的 3D 打印机，然后进行烧制 - 25 美元构建说明，因此准开源
- 3D 金属打印切片器插件
- 用于熔化极气体保护焊金属 3D 打印的基材释放机构的原位形成
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- 3D 打印铝基板清洁：MOST
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用户须知
系统背景
对于全金属 Delta 打印机，驱动机构采用三个 NEMA17 步进电机（5.5 kg-cm 扭矩），丝杠集成在其轴中，电机和丝杠之间不需要联轴器。梯形螺纹丝杠的螺距为 5 mm，长度为 300 mm。三个电机垂直排列在一个 394 毫米的圆上，间隔 120°。一般来说，3 轴平台基于工业三角机器人设计，通常用于拾取和放置操作，但允许在 z 方向上进行更大的移动。控制由基于Arduino的控制器提供。富兰克林固件（驻留在打印机微控制器上的软件）控制打印机的运动，翻译来自运行在主机上的打印机服务器的命令。主机则提供一个网络界面，最终用户可以通过该界面控制载物台运动、对打印作业进行排队以及进行配置更改。
另一种选择是购买我们的合作伙伴CNC Router Parts提供的产品。连接焊枪而不是刳刨机。该系统比大多数基于 Delta 的打印机贵得多，但它允许您更大的打印区域（或多个打印区域），并且您可以使用冷却板来帮助提取热量。Franklin 还可用于控制此打印机设置。
焊接单元
如果在 Millermatic 190 或 Millermatic 140 之间进行选择，我们推荐 190。它对于 3D 打印存在的长打印周期表现得更好。但是，如果您有预算购买基于 MIG 的焊机，可以脉冲电弧和/或控制波形，请务必使用它。我们使用标准 Miller Spoolmate 焊枪进行铝焊接。对于钢焊接，我们使用 M-100 焊枪，它也来自我们的美国制造项目合作伙伴米勒。您可以使用以下命令查看这些低成本焊机的用途：
软件/固件
我们最初在OpenSCAD中对零件进行建模，使用Cura对它们进行切片，并使用内部开发的名为Franklin的固件。您可以使用任何允许将零件导出为 .STL 文件的 3D 建模软件（例如FreeCAD）。如果您选择使用 Cura，下载我们的 Cura 插件可能会有所帮助。该插件帮助 Cura 从传统的基于塑料的切片软件转变为基于金属的切片软件；适用于打印塑料零件的打印路径通常不适用于金属。我们目前正在开发一种金属 Cura，其功能远远超出了插头的范围。
如果您使用 Cura，您应该手动检查生成的 GCode，因为代码中偶尔会出现奇怪的工件。或者，您可以手动编写 GCode。目前还没有非常适合金属的理想、低成本、开源切片软件。我们现在有一名研究生正在开发切片软件，但尚未准备好分发。我们的 Franklin 网站提供有关下载和使用 Franklin 来控制打印机运动的信息。富兰克林网站的底部是我们最近发布的与富兰克林相关的论文的链接，其中包含您了解其操作所需的所有详细信息。
基材选择和清洁
我们在 1/4" 厚的 A36 钢板上打印铝和钢，该钢板加工成 ~6"x6" 带圆角。我们在钢上打印铝，因为这提供了一个弱界面，因此可以用手或从基材上取下铝样品。用锤子。如果您有资金，您也可以在钛（或任何铁基金属形成脆性相的材料）上获得相同效果的钢打印效果。我们的论文中讨论了钢和铝的其他方法：
- 气体金属电弧焊 3D 铝金属打印的基材释放机制- 如何用锤子将打印件从基材上取下
- 用于熔化极气体保护焊金属 3D 打印的基材释放机构的原位形成
如果您采用其中一种基材释放机制，请记住第一层看起来和听起来都很糟糕 - 这里的目标是获得不良焊接。这会在后续层中自行纠正。
使用前清洁基材非常重要，以防止出现孔隙和焊接电弧形成的问题。我们对基材进行脱脂，然后用 Scotch Brite 垫轻轻擦拭它们。温和的研磨可去除氧化物和污垢，而无需将它们进一步磨入基材中。Scotch Brite 焊盘的使用在焊接界是有争议的 - 有些人发誓使用它们，另一些人则完全避免使用它们，但我们在使用它们方面取得了良好的成功。我们用异丙酯冲洗基材，并在使用前彻底风干。不建议使用压缩空气，因为许多压缩空气源都含有水分。水分会在焊缝中引入孔隙。
另请参阅：3D 打印的铝基板清洁：MOST
焊接合金
使用优质焊接合金！我们最初使用的是在互联网上可以找到的最便宜的焊接合金。并非所有制造商都会清除焊丝中的氧化物或吸取液体，这些会严重影响焊接质量。对于铝材，AlcoTec 和 Hobart 是我们已经成功印刷的优质供应商。铝硅合金（4043、4943 和 4047）似乎是最容易打印的。尽管您可以制定使用更大线径的策略，但 0.030 英寸直径的线是最容易使用的。
铝焊接和打印参数
铝焊接和打印参数
焊接参数取决于所使用的焊机和打印的零件。对于 1"x1.25"x4" 测试块，我们发现以下参数是多层部件的良好起点：
- 焊接功率：低 - Millermatic 190 上的设置为“1”
- 送丝速率：Millermatic 上的“55” 190 ~ 125 毫米/秒
- 打印速度：10毫米/秒
- 焊丝伸出量（焊枪尖端与工件之间的距离）：10mm
- 保护气体：纯氩气，流速为 0.24 升/秒。这个数字可以增加，但我不会减少这个数字。
- 层高：~2-3 毫米
- 横向珠间距：~2-4 mm
- 每层后暂停：60秒
使用铝，你可以对抗热量；使用铝，你可以对抗热量；铝很容易变热并保持高温。在大型多层零件中，您希望最大限度地减少零件的热量输入。在焊接中，热输入与焊接成正比，与焊接速度和焊丝伸出量成反比。增加功率以增加热量输入，提高速度或伸出电线以减少热量输入。上面给出的设置对于单层并不理想，但已针对多层零件进行了优化。对于单层，增加功率和送丝速度。
钢焊接和打印参数
钢相对更容易加工。我们建议以下启动设置：
- 焊接电源：Millermatic 190 上为 5 伏
- 送丝速率：Millermatic 上的“29” 190 ~ 25 毫米/秒
- 打印速度：7 毫米/秒
- 焊丝伸出量（焊枪尖端与工件之间的距离）：10 mm
- 保护气体：C25 at 30 CFH（立方英尺每小时）
- 层高：2毫米
- 横向珠间距：1 毫米
- 每层后暂停：至少 60 秒
每层焊完后的暂停期间，您需要清洁喷嘴和焊枪头部的飞溅物。请确保保护气体孔没有被飞溅物堵塞。
防止孔隙
潮湿环境会显着增加焊缝的孔隙率。如果您可以将系统从建筑物的底层移开，使用除湿机，或者避免在非常潮湿的日子进行打印，您的孔隙率水平将会更低。保持基材和电线清洁也对获得良好的打印效果大有帮助。选择优质焊接合金。大多数五金店都可以买到喷嘴果冻等产品。您可以使用它们来防止接触尖端附近形成飞溅（确保保护气体的一致均匀流动），但是在焊接界众所周知，使用这些果冻可以增加焊接孔隙率。
安全
请参阅我们原始设计的安全部分。基于焊接的 3D 打印也应遵守焊接时采取的任何安全措施。电弧会导致晒伤，长期暴露与皮肤癌和甲状腺癌有关。盯着弧线会导致非常痛苦的头痛并对眼睛造成伤害。焊接面罩和焊接帘可防止这种情况发生。焊接确实会产生烟雾，而基于焊接的 3D 打印比普通焊接产生更多的烟雾。在通风良好的地方打印。我们在通风橱中打印。保持地面路径清洁且无碎片/氧化物。在我们基于 Delta 的打印机中，接地路径是用于将基材固定到位的金属夹具机构。在将基材放在打印机上之前，最好用金属锉刀和/或砂纸清洁夹具。焊工会找到接地；控制您希望其到达地面的路径，以防止设备损坏。
如有疑问，仔细阅读在线焊接论坛和焊接文献会非常有帮助。焊接中采用的标准解决方案通常可以很好地转化为基于焊接的 3D 打印。