基于ESP32的自制3D打印笔

工程描述

3D打印笔可以利用PLA、ABS等材料在任何表面“书写”，甚至可以直接在空气中作画。

这支笔长180mm*宽25mm*高15mm，重量约70克，由esp32模组开发，可以在5v到12v的电压下工作（成人建议12伏，儿童5伏），温度50-220℃，可以使用typec供电，DC头供电。

由于材料在加热的情况下进行绘制，笔尖温度一般在60到220度，所以在使用中需要注意，不要让孩子接触到笔尖以及刚刚挤出的耗材。

12岁以下的儿童，建议在专业人士指导下操作，且使用低温80℃材料。

设计图

原理图

PCB

制作步骤

1.先打板，有三种板子，我这里展示的是两套笔的材料。现在我们开始焊接；

2.将板子上的贴片元件先焊接上，留下XSP06、AHT20和MSA311；

3.使用热吹风器把剩下的几个芯片吹上去；

4.再把元件插件焊接上去，现在除了排针，元件都焊接上去了；（按键使用的是总高12mm）

5.接着按照我的照片将排针和排母焊接上，有一部分排针不焊的（备用排针），用哪个焊哪个；

6.买个oled屏幕，直接插在这里焊接上；

7.找几个旺仔牛奶，要这种铁皮做成的；

8.找一个瓶子，将他的腰子噶下来；

9.将铁皮剪成这样的小铁片，方便接下来使用；

10.将铁皮拿过来准备好，再买个打印笔电机；

11.将铁片弯折，焊接在电机的固定接口处；

12.使用电烙铁，一边加热一边摩擦，将这个铁皮这样子焊上去；

13.再使用电烙铁加热加焊锡，像这样将电机焊接固定在铁片上，尽量速度要快；

14.再把电机的线剪一下，焊接在下面的焊盘点；

15.买个3D打印笔头， 准备焊接笔头（我用的5伏的）；

16.将笔头插在这里，再加点焊锡，焊接牢固，也要焊接整齐；

17.剪几个单排针，把笔头冒先套上去，按照图片将排针焊接上去；

18.排针焊接完成后，再将排针这样弯曲下来，就实现了固定笔头冒，排针还漏出来一点，可以先剪掉；

19.再将这个笔头的板子焊接到主板上面，焊接要平整；

20.准备好3D打印机用的导管，剪下来一节；

21.剪下来一个铁片，将他弯成一个铁管；

22.像图片中一样，使用铁管把送料管和打印笔管套在一起；铁管下面有电阻元件，注意不要碰到了，为了防止碰到，可以贴点耐高温胶带；（做好的话也碰不到）；

23.再使用3d打印机打印一个零件，用来固定送料管；（其实可以用打印笔糊弄一个）

24.为了这里牢固点，可以加个螺丝固定一下；

25.找个按键帽，给长按键上面滴点胶水再戴上按键帽，（不滴胶水容易掉）；

26.将打印笔的俩个板子插在一起，这样俩套3D打印笔制作完成；

27.3D打印笔使用typec或者DC接口进行供电，电压范围是5-12伏；

28.上传代码请到本工程的附件里找，上传代码说明使用word进行说明。手拿好笔了不容易烫手，所以得注意烫手；

29.我已经焊了好多了。

30.排针要是扎手手的话，可以剪掉重新焊接一下；

打印成品展示

我打了俩个作品，一个是由高温的材料（200度融化）打印的鼓风机。

12伏供电，调好温度值后，出料较稳定，打印时手持部分手指感觉有点热，不烫（45度左右），怕烫的可以弄个手套。黑色的打印头摸起来非常烫手，不小心碰到也没事，至少嗷嗷叫，最多烫起泡。

冷却后质量非常硬，这个鼓风机我都没法掰断了。

一个是由低温材料（80度融化，200度也不会流淌）打印的小黄鸡。

12伏供电，调好温度后，出料稳定，但是我的材料挤出来非常粘，冷却后就不粘手了。

挤出来的料温度不是很高，可以用手捏一下，要不这个料随着重力流歪了。

这个用起来手持地方不会太热，黑色打印头摸3秒就感觉烫了，用起来安全很多。

冷却后质量也挺硬，俩米高的地方掉下去没啥事。

注意事项

注意：上传程序时，需要把这个PD开关拨到关闭状态，否则会导致电脑死机蓝屏等。

打印笔设置的温度是不准确的，不同的打印笔会有一定的区别，显示的电压值也不准，不过可以保证能用滴。

操作使用说明

设备使用esp32主控芯片，代码使用micropython；

oled屏幕显示内容为中文显示；

焊接的传感器有AHT20温湿度传感器，和MSA311三轴传感器；

3D打印笔可以调节笔头温度，电机速度，手部温度过高可以进行报警提醒；

长时间没有手拿打印笔，打印笔会自动停止工作。

审核编辑 ：李倩