Найти в Дзене
Жёлтая мастерская

Мини‑токарник. Хоббийное станкостроение на 3D принтере!

Каждый раз, когда готовлюсь к своим урокам, я задаюсь вопросами: не будет ли толкучки у станка? Как распределить обязанности, чтобы оборудования хватило всем? Какую работу дать, чтобы все могли поработать, не нарушая никаких правил техники безопасности? Но почему я не задаю этих вопросов себе? Я ведь тоже работаю в том же помещении: подготавливаю все материалы для урока, готовлю макеты для новых заданий и выполняю собственные проекты. Ну, как минимум, я делаю это после рабочего дня и, по большей части, в одиночестве. Не всегда, конечно: иногда дети сами лезут что‑то поделать или помочь, но в основном - в полной тишине. Всё это время станки принадлежат только мне. Пространство я организую так, чтобы не приходилось далеко ходить: могу лишь повернуться — и уже шлифую, сверлю или выпиливаю; сдвинусь немного вбок - и вот уже запускаю программу на ЧПУ‑фрезерном станке. А с детьми всё иначе. Они ведь все работают одновременно — и все разом бросаются к станкам. И когда в классе 20 мальчишек,
Оглавление

Каждый раз, когда готовлюсь к своим урокам, я задаюсь вопросами: не будет ли толкучки у станка? Как распределить обязанности, чтобы оборудования хватило всем? Какую работу дать, чтобы все могли поработать, не нарушая никаких правил техники безопасности?

Но почему я не задаю этих вопросов себе? Я ведь тоже работаю в том же помещении: подготавливаю все материалы для урока, готовлю макеты для новых заданий и выполняю собственные проекты.

Ну, как минимум, я делаю это после рабочего дня и, по большей части, в одиночестве. Не всегда, конечно: иногда дети сами лезут что‑то поделать или помочь, но в основном - в полной тишине.

Всё это время станки принадлежат только мне. Пространство я организую так, чтобы не приходилось далеко ходить: могу лишь повернуться — и уже шлифую, сверлю или выпиливаю; сдвинусь немного вбок - и вот уже запускаю программу на ЧПУ‑фрезерном станке.

А с детьми всё иначе. Они ведь все работают одновременно — и все разом бросаются к станкам. И когда в классе 20 мальчишек, а сверлильный станок всего один…Тут и до драки рукой подать!

Но больше всего меня угнетают вопросы, с которых начинается каждый учебный год: «А мы на этом будем работать?», «А когда дадите на токарном станке поработать?», «А что, у нас 3D‑принтер есть? А мы будем печатать?»

«Да, будем»,  отвечаю я, а в голове крутится вопрос: «Только как сделать так, чтобы вы не перессорились, работая на нём?»

С 3D‑принтером‑то проще: запустил и работает. А вот эта махина СТД‑120… Стоит, всем глаза мозолит, а как включишь — будто самолёт взлетает! И ведь самое «удачное» место: за стеной как раз урок русского идёт.

Май 2025‑го стал месяцем возрождения для нашего токарного станка — ветерана мастерской. Долгое время он стоял без дела: кто‑то когда‑то отключил его от трёхфазной сети. Но я решил: «Бросать технику - не мой метод!»

Задача была не сложная: переключить «стального трудягу» на 220 В. Последний раз я на таком станке работал ещё в училище, на четвёртом курсе (и не важно,что моя специальность вообще не касалась работы с деревом).

Конец учебного года. Лето. ЕГЭ и там отпуск...Прекрасная пора.

И К ЧЕМУ ЭТО ВСЕ?

Я фанат мини-станков, и моя концепция это создание в мастерской — полностью замкнутое и мобильное рабочее место для ученика, где всё необходимое находится в шаговой доступности. Цель проста: ребёнок может реализовать учебный проект, не вставая с места, рядом и станок, и инструменты, и расходные материалы.

Реальность и ограничения

На практике воплотить этот принцип непросто. Моя мастерская невелика (встречал и более тесные пространства — до сих пор удивляюсь, как в них работают). Количество станков ограничено: обеспечить индивидуальный доступ к ним для каждого учащегося невозможно.

Однако, опыт работы с ткацкими станками показал: для мини‑оборудования место найдётся всегда!

Почему мини‑станки важны?

Да, такое оборудование НЕ позволит:

  • создать масштабные художественные изделия;
  • выполнить сложную токарную обработку (например, выточить балясину);
  • провести сквозное сверление крупногабаритных деталей.

Но его ценность в другом:

  1. Получение первичного опыта. Ребёнок пробует силы в реальном технологическом процессе, видит результат своих действий.
  2. Снижение психологического барьера. Некоторые мальчики испытывают страх перед крупногабаритными станками — их пугает шум, вибрация, внушительные размеры,активное вращение. Мини‑оборудование воспринимается как «дружественное»: оно тихо работает, выглядит компактно, не вызывает тревоги.
  3. Мостик к профессиональному оборудованию. Успешный опыт на мини‑оборудовании формирует уверенность. Ученик постепенно переходит к работе на более сложных машинах, уже понимая базовые принципы обработки материалов.

Знаете, на рынке уже есть такие штуки - модульные станки. Собираешь из блоков, и вот тебе полноценная машина для обработки. Круто, да?Ничего придумывать не нужно.

А теперь посмотрите на цену… Нет, это явно не мой бюджет. Да и вообще — просто взять и купить для пробы? Ну какое тут удовольствие? Где творчество, где вызов? Без этого - совсем не то.

В качестве альтернативы я разработал компактный станок. Он имеет эстетичный внешний вид, отличается низкой себестоимостью и успешно выполняет базовые токарные операции.

Этап 1. Вдохновение

Вдохновение -это процесс. Для меня он начинается с Pinterest и YouTube. Перед началом разработки обязательно анализирую предложения на маркетплейсах, чтобы оценить существующие готовые решения.

И знаете, как всегда, китайцы-на шаг впереди! Уже понаделали разных станков -пока мы только думаем, они уже выпускают. Есть две похожие модели, различаются только корпусом, который прикрывает мотор. Стоят копейки, да и работают нормально. Однако мой основной интерес сосредоточен на самостоятельной разработке конструкции и в попытках найти вдохновения для СВОЕГО станка.

Но иногда поиск вдохновения напоминает путешествие в темноте. Я изучал десятки конструкций - и всё не то: то слишком громоздко, то не по профилю. Даже на англоязычных платформах в основном показывали готовые заводские решения.

-3

Но однажды я увидел станок от Svanfon Micromech,такое же заводское решение,как и другие. В нём было всё, что я искал: лаконичность, функциональность, изящество инженерной мысли. Именно он стал тем самым «ключом», который открыл дверь к моей собственной разработке.

Не стоит забывать и о станках Proxxon — уже много лет они остаются незаменимыми помощниками моделистов.

Этап 2. Закупка

Первоочередным компонентом конструкции стал приводной двигатель- «сердце» токарного станка. В качестве силового агрегата выбран китайский электродвигатель модели 775 (напряжение 24 В). Данный вариант оправдал себя благодаря оптимальному сочетанию: Цене, тихой работы, относительной мощности .

Второй ключевой элемент — цанговый патрон. Был приобретён удлиненный патрон ER16 (длина 100 мм, диаметр 12 мм). Его использование позволило минимизировать биение заготовки.

В качестве станины взял алюминиевый конструкционный профиль.

Так же приобретено

  • пружинные цанги для патрона;
  • зубчатый ремень;
  • шкивы (80 и 16 зубьев);
  • подшипники (2 шт.);
  • блок питания с регулировкой напряжения;
  • быстрозажимной патрон;
  • кнопка выключения;
  • катушки пластика (Желтая и черная)
  • Вращающийся центр

Дополнительно по мере необходимости закупались метизы (крепёжные элементы), необходимые для сборки и настройки конструкции.

Ну что сказать… «Мелочь», «по чуть‑чуть», а в итоге 7 155 рублей(цены на 09.11.2025)! Вот он, коварный эффект накопительных покупок!

На данном этапе становится очевидно, что самостоятельная сборка уже не обеспечивает ожидаемой экономии.

Этап 3. Моделирование и печать

Устройство передней бабки

Работа в КОМПАС‑3D поначалу давалась непросто — я не профессиональный проектировщик. Однако проект вынудил поднять свой уровень, навыки заметно улучшились, хотя, до уровня инженера ещё далеко.

Отправная точка конструирования — передняя бабка. В этом узле станка сосредоточены все критически важные системы: электроника, механика, передаточный механизм.

Главная сложность — добиться жёсткости. Решение подсказали старые технологии, еще сталинских времен- бетонирование станины. Метод, проверенный десятилетиями, будет применен и к пластиковому корпусу.

Конструкция передней балки включает восемь напечатанных компонентов, каждый из которых имеет функциональное назначение. Функциональные элементы распределены следующим образом:

  • передняя и задняя стойки обеспечивают фиксацию подшипников, в которые вставляется вал патрона;
  • задняя стенка выполняет функцию механизма натяжения зубчатого ремня;
  • На передней стенке — размещение кнопки включения/выключения станка и индикаторного светодиода питания.

Особое внимание уделено внешнему виду: две заглушки маскируют непривлекательные элементы подшипников, придавая станку завершённый и более аккуратный вид.

Ещё один важный элемент передней бабки — это крепление мотора. Я так же напечатал на 3D‑принтере и прикрутил к бабке четырьмя винтами. Чтобы натянуть ремни, нужно просто передвинуть крепление с мотором вдоль алюминиевого профиля.

-6

Конечно, можно было придумать и другие варианты, но этот оказался самым удобным — и сейчас меня всё полностью устраивает!

Не забыл и про красоту! На верх напечатал «модную» накладку. Выглядит классно — и плюс ко всему прячет открытые контакты мотора и провода питания.

-7

У передней бабки есть основание — по сути, это ножка станка. А внутри этой ножки я разместил широкий алюминиевый профиль — он выполняет функцию станины.

Устройство задней бабки

-8

Теперь, когда с передней бабкой разобрались, пора взяться за заднюю. Но сначала надо придумать небольшую ножку — чтобы станок стоял ровно. Задача не сложная и в подробном разборе не нуждается.

Устройство станка я помню ещё с 6‑го класса. На уроке Геннадий Владимирович подробно, «по полочкам», разбирал и показывал каждый элемент устройства СТД‑120. На тот момент мне, наверное, даже не могло прийти в голову, как всё это создаётся.

А сейчас я сам думаю над тем, как сконструировать заднюю бабку так, чтобы пиноль выдвигалась, как у полноценного станка. Благо, чертежи в интернете имеются.

В некоторых мини‑станках вообще не предполагается, что пиноль должна быть функциональной. Например, в китайских моделях она выглядит как гайка, в которую вставлен заострённый болт. А я хочу создать полноценный рабочий механизм — с возможностью замены центров и прижима заготовки.

Пиноль

-9

Начал, как уже понятно, с изготовления пиноли. Для основы я выбрал круглую алюминиевую трубку диаметром 16 мм — она осталась у меня после ремонта. Спроектировал две заглушки для неё.

-10

В переднюю заглушку установил быстрозажимной патрон. Благодаря шестиграннику в основании он вряд ли провернётся; к тому же запрессовать его было не так уж легко. В другую заглушку вставил гайку и заранее ввинтил болт шляпкой внутрь — чтобы он не выкручивался в процессе работы.

Все элементы смонтировал с двух сторон предварительно отрезанной трубки и надёжно закрепил. Предварительно добавил выступ по всей длине пиноли — чтобы она двигалась вперёд, а не просто вращалась на болте.

Корпус

-11

В процессе изготовления корпуса не возникло существенных затруднений. На основании изучения конструктивных решений, применяемых в "больших" станках, решил отказаться от изначальной треугольной формы. «Голова» бабки была смещена назад с целью увеличения площади рабочей зоны.

В получившейся форме корпуса я предусмотрел верхнюю лунку, куда разместил гайку — будущий зажим пиноли. Как выяснилось в процессе работы, именно этот винт будет играет важнейшую роль в устранении биения.

-12

Не забываем о размещении пиноли: в предназначенном для неё отверстии я выполнил прорезь под направляющую.

Я разделил корпус на две части: снизу — плоская основа с полозьями, сверху — основной корпус. Почему так?

  • Во‑первых, можно регулировать высоту.
  • Во‑вторых, принтеру легче печатать детали с плоской основой. Без поддержек.
  • В‑третьих, смотрится красиво: я взял два вида пластика и сделал в том же стиле, что и переднюю бабку.

Чтобы закрепить заднюю бабку на профиле, использую "сухари" и болты под шестигранник. Для этого в корпусе сделал 4 вертикальных отверстия

Маховик

Я вынес маховик в отдельный этап разработки — хочу поделиться этой болью, с которыми столкнулся при его создании.

Маховик удалось сделать лишь с четвёртой попытки. После второй печати я поначалу обрадовался: казалось, всё получилось и доработок не потребуется. Однако при установке в сборку стало ясно — результат далёк от идеала. Деталь напоминала огромный чёрный бублик: она оказалась слишком круглой и непропорциональной по отношению к станку. К тому же отсутствовала рукоятка, что делало вращение крайне неудобным.

В итоге я занялся проектированием новой версии — с прорезями и рукояткой. Весь вечер ушёл на итеративные доработки, пока наконец не был получен вариант, полностью меня удовлетворивший.

Печать

Печать оказалась крайне сложной. Обычно я работаю с PET‑G, но не всегда приобретаю его у одного и того же поставщика. На этот раз нашёл очень дешёвый вариант — всего 600 рублей за килограмм — и купил три катушки.

Чёрный пластик показал хорошее качество сразу, а вот белый и жёлтый стали настоящим разочарованием. Впервые столкнулся с настолько некачественным PET‑G: его приходилось сушить каждый день перед печатью, хотя раньше я вообще не сушил этот материал — и результаты были вполне удовлетворительными.

Любопытно, что недавно я приобрёл несколько катушек PET‑G примерно по той же цене, но от другого продавца — и качество пластика оказалось идеальным.

В процессе работы я израсходовал примерно половину катушки жёлтого и столько же чёрного пластика. Это затраты, вместе с потерями на неудачные печати из‑за некачественного «пенящегося» пластика. Теперь можно переходить к сборке станка.

Этап 4. Сборка

Начинаем сборку.

-15

Проблем в процессе возникнуть не должно: детали распечатаны с учётом всех размеров, заданных зазоров и допустимых погрешностей.

Для надёжности я зачищал все места соприкосновения наждачной бумагой и напильником, затем обезжиривал поверхности и собирал элементы с использованием цианакрилатного клея.

Первым делом занялся внутренними деталями. Подшипники закрепил максимально надёжно на болтах. Даже несмотря на то, что впоследствии они будут залиты бетоном, их можно будет выкрутить при необходимости замены.

Затем установил трубки и выровнял их относительно других элементов. Остальные детали стыковались почти идеально. За всё время сборки остался лишь один стык, который не совпал по уровню с сопрягаемой деталью.

Все элементы собраны. Для повышения герметичности проливаю стыки клеем. Мне не нравится ребристость после печати, поэтому прохожусь наждачкой для большей завершённости.

Слева: Финальная печать. Справа: первая версия
Слева: Финальная печать. Справа: первая версия

Ну вот, бабки собраны — пора бетонировать.

По уму надо бы взять бетон нормальный, по марке плотности, наполнитель подобрать, чтоб потом от вибраций не потрескалось. Но реальность вносит свои коррективы.Взял, какой был под рукой. Решил не дожидаться грязи — заранее подстраховался. Края обмотал малярным скотчем, а потом ещё и целлофаном всё это прикрыл. Глядишь, станок останется поприличнее.А чтоб потяжелее вышло, накидал в смесь старых гаек.

Для обеспечения плотной укладки я не только утрамбовывал каждый слой палочкой во всех углах, но и применил "вибрационное воздействие". С этой целью установил анкер с кольцом на шуруповёрт и включал его, удары давали достаточную вибрацию для выхода воздуха. Гораздо эффективнее, чем тупо стучать палочкой по пластику.

Конечно, может, я тут всё делаю не так и конструкция потом развалится. Да и ладно! Это же не на продажу, просто для себя. Так что- пусть будет как есть.

-19

Аналогичные действия были выполнены с задней бабкой.

Когда всё высохло, взвесил — получилось около четырёх кило. Не супертяжело, но и не пёрышко.

Ну что, собираем заднюю бабку — тут всё просто. Сначала стыкуем пиноль с корпусом, потом накручиваем гайку и фиксируем её фиксатором резьбы. Дальше ставим маховик и сверху ещё одну гайку. Всё чётко по размерам — ни миллиметра лишнего! В конце надеваю колпачок — и готово.

Электроника

После завершения механической сборки переходим к электрическому монтажу. Хотя схема предельно проста, работать неудобно — паять приходится в стеснённых условиях и «на весу». Основной задачей было, чтобы светодиод загорался при подключении питания, а мотор включался исключительно по нажатию кнопки.

Проверяю. Работает.

Общая сборка

-20

Пора заканчивать.

Сначала ставлю заднюю бабку на рельсы и затягиваю болты — чтоб никуда не ёрзало. Потом занимаюсь цанговым патроном: сначала вставляю цангу , потом центр «трезубец». В заднюю бабку монтирую вращающийся центр.

И последний штрих — ремень. Надеваю его и аккуратно подтягиваю его,сдвигая мотор и фиксируя болтами.

Всё, можно пробовать запускать мотор.

Ну вот, первый запуск — и сразу сюрприз: блок питания ушёл в защиту. А всё потому, что я взял модель всего на 1 Ампер . Ничего страшного, решил не мучиться и заказал другой.

С новым блоком питания все работает просто замечательно: тихо, без лишних вибраций, всё стабильно.

Этап 5. Тестирование

Для тестов привез станок в мастерскую.

-21

Хотел бы прикрепить видео, но к сожалению нет такой возможности в ДЗЕН.

Сильно не хватает подставки под резцы. В роли резцов выступали какие-то дешёвые ножи для резьбы, купленные пару лет назад рублей за 200.

-22

Результат не самый идеальный, но для меня он более чем. Есть желанием внести изменения , но еще лучше, иметь небольшой станок по металлу и изготавливать на нем часть деталей.

Вывод

Давайте вспомним, с чего всё началось. Изначально моя концепция была в создании небольшого рабочего места с замкнутым контуром — такое пространство, где ребёнок будет чувствовать себя комфортно и безопасно. Первым серьёзным проектом в этой концепции стал токарный станок.

Для меня это был непривычный вызов: я НЕ инженер по профессии, но всегда интересовался механикой и любил внедрять её элементы в свои работы. А тут — целый станок! Конечно, в нём пока много недоработок, но я вижу большой потенциал для улучшений и уверен, что смогу сделать его ещё лучше.

Я мечтаю в полной мере воплотить идею своего «рабочего пространства» для детей. Хочу, чтобы это было особенное место — где безопасно пробовать новое, удобно работать с материалами и инструментами, а ещё… чтобы оно радовало глаз. Чтобы ребёнок, переступая порог, чувствовал: здесь хочется творить!

Спасибо, что прочитали эту статью. Буду рад услышать вашу историю о том, как вы впервые познакомились с токарным станком. И какое ваше мнение о моем проекте!