3D nyomtatás: CL3D – kezdjünk el fejben építeni

Preface: ez egy képek nélküli, jó száraz poszt lesz, ami nagyjából arról szól, hogy hol tart az agyamban az építésre váró képzeletbeli 3D printer Szent Grál.

Jó rég ígértem már, hogy nekiállunk 3D printert építeni - most jött el az ideje, hogy nekikezdjünk, legalábbis elméletben.
Valahogy hivatkoznunk kell a szerkezetre amin agyalunk, ezért ezennel elkeresztelem őt Cleo-nak, de mivel ez egy 3D printer, Cleo neve helyesen írva legyen CL3D. Na essünk neki!

Listázzunk

A tavalyi meetupos előadáson felsoroltam egy csomó tulajdonságot, amit anno fontosnak tartottam egy 3D nyomtatóban. A lista nem sokat változott, csak közben kicsit közelebb kerültem a technológiákhoz és így átértékeltem pár dolgot. Nézzük meg, hogy mi az, amit ma megtartanék és mi az, amitől meg tudok válni.

Fém váz

A printernek mindenképpen robosztus, szilárd vázra van szüksége, amely az printerben keletkező hőre sem deformálódik érzékelhetően. Fémlemezekből álló váz helyett azonban 30x30 mm-es alumínium T-profilokból fogjuk a printer házának keretét megépíteni. A falak és az ajtók 3 mm-es akrilból készülnek majd.

Vonóorsó / trapézanya / lineáris motoros mozgatás szíjhajtás helyett

A lengyel Zortrax M200-at gyártó cég nagy szerencsémre ide Krakkóba, tőlünk kb. 20 percnyi sétára telepítette az egyetlen mintaboltját, ahol megfordultam már jópárszor, valamint máshol is alkalmam volt kipróbálni az M200-ast.
A Zortrax printer egy Ultimakerre kísértetiesen hasonlító gép, ám abban Gates GT2 szíjakat és csigákat használnak az Ultimaker féle MXL szíjhajtás helyett. Rengeteg nagyon jó minőségű printet láttam az M200-asokból kijönni, ezért mégis a jóval olcsóbb szíjhajtás mellett döntöttem.

All metal hotend

Ezzel volt a legkisebb gondom: egyszerűen annyit küzdöttem már PEEK-es olvasztófejekkel, hogy csak a folyamatos hűtésű, tiszta fém konstrukciók jöhetnek szóba. Hogy melyik, azt még nem tudom: van már itt E3D v6, Prusa Nozzle és új 1.75 mm-es UBIS is, de kipróbálhatunk egy Pico-t is, vagy akár egy vízhűtéses E3D Krakent, ha azt dobja majd a gép.
Egy biztos: olyan hotend rögzítő mechanikát építünk, amelyen pillanatok alatt szabadon és könnyen cserélhető az olvasztófej, akár elektronikával együtt, hogyha megkívánunk egy újabbat vagy épp csak megmurdel a régi és már nem tudjuk beszerezni, akkor ettől ne váljon elavulttá a printerünk (=groovemount).

Direkt hajtású extruder

Ebből is megpróbálunk egy all metal változatot használni: vagy a lengyel Tytan3D Goliatja lesz az, vagy esetleg egy Bulldog XL. Egy dolgot tartunk majd szem előtt: bármit is választunk, Nema 17-es léptetőmotor hajtsa és bowden vezesse az extruderbe a nyersanyagszálat.

Fűtött tárgyasztal (és az ő összes nyűgje)

Ez sem kérdés - kötelező. Az ideális fűtés egy 24 V-ról üzemelő szilikon fűtőlapos szendvicsszerkezet lesz, vagy esetleg ennek a 12 V-os, picit lassabb tesója. Az Ultimakeren most a 24 V-os verzió van fent, ami brutálisan gyors és nagyon egyenletesen fűt. Meglátjuk, hogy találok-e beszerzési forrást.
Az is kérdéses még, hogy legyen-e fém a tárgyasztalban, illetve hogy mechanikusan rögzítsük-e a legfelső réteget vagy inkább magas hőmérsékleten is tartó kobalt-szamárium mágneseket használjunk, amin gyorsabban és könnyebben cserélhető a nyomtatási felület?

Automata tárgyasztal kalibrálás

Ez egy nagyon fogós ravasz kérdés! Ahhoz, hogy a tárgyasztalt ne kelljen állandóan beszinteznünk, egy úgynevezett proximity szenzort kell az olvasztófej mellé építeni, amivel megméretjük az olvasztófej által bejárt sík és a tárgyasztal síkjának eltéréseit. A proximity szenzorok fémet érzékelnek, főleg az acélt szeretik, de azért megy nekik az alumínium is, csak közelebbről. Szerencsére már találtam olyat, amelyik ~7 mm-től képes látni.
A rengeteg research közben azonban ráakadtam egy másik, félautomata, ám zseniális kalibrációs megoldásra - az Ultimakeren már használom a "kistesóját" és azt kell mondjam, hogy tökéletesen működik. Jelenleg azt gondolom, hogy intergráljuk majd mindkét megoldást :)

Hőkamra

Talán az egyik legfontosabb tulajdonság, ami nélkül neki sem állnék az egésznek - miatta lesz t-slot profilból a váz és akrilból a falak. Ha nincs hőkamra és nem tudsz 70 ℃-t csinálni, akkor akármit teszel, a genya ABS bizony fel fog kunkorodni.
Persze lehet ABS juice-szal és egyébb anyagokkal fokozni az ojjektum tapadását, ám ez kétélű fegyver: amikor kész a print, azt el is kell távolítanod a tárgyasztalról egy darabban és én ezzel nem akarok semennyit sem szenvedni. Ki akarom emelni egy mozdulattal a tárgyasztalt, rátenni egy erre a célra tervezett hűtőfelületre, hogy olyan gyorsan lehűljön, amennyire csak lehet és a kihűlt tárgyasztalról egy könnyű mozdulattal akarom roncsolásmentesen leszedni a kész modellt. Már megtaláltam a fűtőelemet, fejben nagyjából kész a konvekciós levegőkeringtetés is, a hőszabályzó is itt van mellettem bedobozolva, csak tesztelni kell ;)

Belső megvilágítás

Nem kérdés, 6500 K hidegfehér ledek kellenek, ám a böszme hosszú ledcsík helyett valószínűleg pár SmartArray led blokkot használunk majd.

Porszűrő a nyersanyagtovábbításnál

Ez egy kis dobozkába gyömöszölt szivacs, mondjuk, hogy kész van :)

Computer függetlenség

Ezt egy Raspberry Pi és egy OctoPrint disztró lefedi, de jelenleg annyira bele vagyok szerelmesedve a Simplify 3D szoftverbe, hogy ez lehet, hogy az első körből kimarad.

Hogyan tovább?

Van még nyitott kérdés bőven, ideömlesztem őket, javarészt magamnak - jó idejekke ezekkel fekszem/kelek. Ha valamit nem értesz, de érdekelne, commentben kérdezz, mesélek szívesen - ha pedig ötlet/javaslat van, azt is nagyon szívesen veszem és a neved a végén természetesen megy a printer tervezői közé :)

  • Elfogadható árú t-slot aluprofil forgalmazót kell találni, aki méretre vágva szállít.
  • Érdemes-e elkölteni ~300 EUR-t vízhűtésre, vagy legyen mindenen ventillátor inkább?
  • Le kell tesztelni, hogy a konvekciós légmozgás elég-e az aktuálisan nyomtatott ABS réteg hűtéséhez (valamint nem fog-e layer bonding problémát okozni ez a megoldás), vagy muszáj lesz a hotendet szállító kocsira ventillátor foglalatot építeni. Ha csak az utóbbi lesz működőképes, akkor ki kell okoskodni valami általánosan használható szigetelést is a hotendekre.
  • Nyomtatófelületnek meg kell próbálni méretre vágott üvegszál erősített poliether-imid lap értékesítőt keresni - ha ez nem megy, akkor marad az üveglap + 3M 468 + PEI kombó.
  • Ideális esetben találunk olyan gyártót, aki egyedi méretre és formára képes törpefeszültségről üzemelő szilikon fűtőelemet készíteni akár kis darabszámban is. Ha ez nem megy, akkor maradnak a standard méretek és újra kell gondolni a félautomata kalibráló mechanikát is.
  • A tárgyasztal szilikon fűtőeleme alá 170 ℃-t bíró vékony (2-5 mm) szigetelőlapot kell találni - az AeroGel megoldás lehet, de sajnos porol, jobb lenne erre a célra egy kerámiaszövet.
  • El kell dönteni, hogy a végállás szenzorok mágneses hall effect szenzorok legyenek, vagy inkább optikaiak (a mechanikusakat már kizártam, utálom mindet, amit próbáltam).
  • Z tengely mozgatásánál maradjunk a hagyományos trapézanyánál, vagy próbálkozzunk meg a karbantartást nem igénylő DryLin trapézanyákkal?

A következő posztban már remélhetőleg ízekre tudjuk szedni a készre tervezett mechanikát - stay tuned!

2014 képekben

Az előző képes mesélős poszthoz hasonlóan a mostanihoz is a tavalyi évből válogattam pár képet.

Január

Forest evett:

20140103-7735

Vízkeresztig még megvoltak a híd ünnepi fényei:

20140107-7770

Február

Még volt hó bőven:

20140204-0928

Nem maradt el a februári fánkzabálás:

20140220-1003

Március

Most is rengetegen futották a marathont:

20140323-8035

Április

Szempillantás alatt megjött a nyárelő:

20140425-1199

Május

Főztünk halat:

20140501-8258

Mentünk a víz alá:

20140506-2936

A gyerekek aláírtak:

20140514-1272

Sült a Dunán a dévér resre:

20140523-8696

Június

Nyomatták a szines lézereket a víz fölé:

20140621-8900

Megnéztük az ország északi végén a fényeket:

20140625-9401

Július

Felcaplattunk a Krak dombra:

20140706-1726

Megnéztük fentről, hogy áll az ICE:

20140707-1733

Augusztus

Láttuk a varsói gettólázadás emlékére tartott országmegállást:

20140801-1819

Szeptember

Belebotlottunk a Law & Order forgatásába:

20140908-1938

Kipróbáltuk ezt:

20140908-1966

Fotóztunk egy szemetest:

20140909-1972

Felmentünk egy hegyre:

20140929--4

Október

Lenéztünk egy dómból:

20141004-0051

Sétáltunk Drezdában:

20141004-0106

Felfedeztük a helyi botanikus kertet:

20141005-2145

November

Csodáltuk ezt a napkeltét:

20141104-

És ezt a napnyugtát:

20141111-0186

December

Doris frizbizni akart:

20141225-0409

Bogi meg inkább sok-sok havat:

20141229-0466

Amiből akadt bőven:

20141228-0439

Végül a nagy hóban találták a fiúk Borcit, az új családtagot:

20141229-0505

3D nyomtatás: sneak peek Bencének

Tegnap jött Bencétől az alábbi üzenet Twitteren:

bence-tweet

Nos, jó ideje agyalok már a dolgon, rengeteg mindent kipróbáltam már szerencsétlen Ultimakeren és egy csomó minden várat még magára. Sajna most kevés az idő mindenről részleteiben mesélni (ezért nincs még poszt a témáról), de hogy az első számú dedikált rajongó, iMagazin Bence kedvét se szegjem, szétdobáltam egy ágyon az eddigi kutatómunka során összegereblyézett alkatrészeket és lefotóztam, aztán beszámoztam az egyes komponenseket a fotón, hogy mindenről tudjak egy picikét mesélni:

3dprinter-parts

Gyerekkoromban (ami 45.5 éves fejjel is bőven tart még) imádtam azokat a cikkeket, amelyekben ilyen sok apró részletes fotón lehetett bogarászni és kideríteni, mi micsoda. A sok mechanikus és elektronikus bigyó így ömlesztve most nem nagyon fog átfogó képet adni arról, hogy mire készülök, de egyszer csak eljön az a poszt is majd, ami helyreteszi az egészet - a mostani inkább csak kedvcsináló, hogy lásd belőle, mennyire nem adtam fel a saját printer építős dolgot. Na nézzük végig a kütyüket:

1. Temperature controller board

Temperált hőkamra szabályozására. Persze csinálhatja egy Arduino, vagy akár egy ARM board is, de ez itt van, kész van és pofonegyszerű céleszköz.

2. RUMBA controller board

Ő lesz a printerünk agya. Arduino alap, kezel sok hőmérőt, sok extrudert, sok léptetőmotort, fut rajta a Marlin firmware, szóval süt-főz-mosogat.

3. Olimex A10

Ez egy Raspberry Pi-hez hasonló kis vadállat, 4 GB onboard tárolóval. Futhat rajta egy WiFi nyomtatást lehetővé tevő OctoPrint, ha nagyon ráérek.

4. Üveglap

A legolcsóbb és legsimább tárgyasztal. Sajnos ABS printhez nem tapad eléggé, ezért kell mellé valami más - de erről majd később.

5. PEI plate

Szintén tárgyasztal, poliether-imid-ből. Ez egy merevebb, vastag darab. Amint a mellékelt ábra is mutatja (=sárga ABS trutyi a közepén, amit még nem pucoltam le), túlságosan is tapad.

6. 3M hőtűrő, extra vékony 2 oldalas ragasztófilm

A tárgyasztal-szendvics rétegeinek összeragasztására.

7. PEI sheet

Az előbbi PEI plate-hez hasonló, de jóval vékonyabb lemez. Ha minden jól megy, ő lesz a befutó.

8. BuildTAK

A németek találmánya az ABS warping ellen. Sajna heated chamber nélkül nagyméretű testeknél ez is kevés. Rettenet mennyiségű tesztből tisztán látszik már, hogy ABS juice meg folyamatos Kapton cserélgetés nélkül nagy ABS testeket csakis hőkamrában szabad nyomtatni. Ráadásul nem elég hőkamrának a zárt belső terű, fűtött tárgyasztalú printer, fűteni is kell. A zárt tér heated beddel sosem tud ~55 ℃ fölé menni, nekünk meg a stabil 70 ℃ lenne a jó - de ne szaladjunk előre, ez most csak sneak peek játék :)

9. SS430 sheet

Szintén tárgyasztal komponens, mágnesezhető rozsdamentes acélból. BTW tudtad, hogy a "rozsdamentes acél" az valójában csak ellenállóbb a rozsdával szemben? Minden acélt elkezd enni a rozsda, főleg anaerob sós környezetben - ugye, nem titán-késes búvárok?. A rozsdamentes acél ellenállóságát a passzivált króm adja... na de megint majdnem elszaladt velem a ló :)

10. Tengelykapcsoló (=axis coupler)

A léptetőmotor és az általa hajtott tengely direkt csatlakoztatására való.

11. Trapézmenet

Tipikusan Z tengelynek használják.

12. Ékszíjak

Minden olyan hajtásra, ami nem közvetlenül történik. Az eddigi research alapján nyitott GT2 és 20 fogas Gates csigákkal oldom majd meg mindet.

13. Seger gyűrűk

Lineáris csapágyak rögzítésére.

14. Optical endstop

Az egyik lehetséges módja a végállás érzékelésének - kontaktus nélkül működik, pontos.

15. Hall effect sensor

A másik módszer a kontaktus nélküli végállás detektálásra - mágneses elven megy, picit macerásabbnak tűnik, mint az opto endstop.

16. Mechanical endstop

Az általánosan elterjedt mechanikus, mikrokapcsolós végállásérzékelő.

17. Anti backlash nut

Egy hong kongi csavarorsóhoz gyártott holtjátékot megakadályozó rugós mechanikus megoldás.

18. Bronze bushing

Acél tengelyeken a kocsi ilyen bronz perselyek segítségével tud simán csúszkálni.

19. Rugó

Kell az extruderbe és a tárgyasztalt tartó bakok alá is.

20. Hobbed bolt

Az extruder körmös tengelye, ami mozgatja a nyersanyagot.

21. Extruder

Azt hiszem, ebből megvan a tökéletes: lengyelek gyártják, egy alu tömb az egész, precíz, korrekt darab.

22. E3D v6 komponensek

A brit E3D hotendjének darabjai.

23. UBIS ceramic hotend

A jó öreg 3 mm-es UBIS hotend, még peek-kel szerelve. Egyértelműen nem ő a nyerő, csak all metal hotendet szabad implementálni!

24. UBIS all metal hotend

1.75 mm-es UBIS hotend, peek nélkül.

25. UBIS hotend heat shield

Az első UBIS-hoz való hőszigetelés.

26. E3D v6

A britek all metal hotendje.

27. Prusa nozzle

Nem bízunk semmit a véletlenre: ő a 4. hotend, akit megkínzunk majd. Josef Prusa terméke, 3 mm-es, food safe acélból. Érdekes darab, nagyon kíváncsi vagyok rá!

28. Teflon bowden

Ebben szalad a nyersanyag a hotendbe. Azért teflon, mert csúsznia kell belül. Még nem tudom, hogy használom-e.

29. Stepper motor

NEMA 17-es kis szörnyetegek. Van belőle már 8 darab, elég lesz ;)

30. Fűtőborda

Ilyenek diszcipálják majd a hőt a kamrában.

31. Fűtőborda ventillátor

Az ilyenek terítik majd a meleg levegőt.

32. Axiális ventillátor

Az elektronika hűtésére - elsősorban a léptetőmotor vezérlőket kell hűteni, de egyébként sem fog ártani egy egészséges masszív légáram.

33. Anyaghűtő ventillátor

A nyomtatott modell nyomtatás közbeni hűtésére való.

34. Lamináris ventillátor

Korábbi kísérlet része volt az anyaghűtő ventillátorok kiváltására, de még a hőkamrában jól jöhet keverni a levegőt - brutális állat ez!

35. Szervo motor

Valamikor úgy terveztem, hogy majd egy szervomotor egy mechanikus endstoppal fog nekem auto bed levelinget csinálni - ma már másként látom. Bed leveling lesz (nem is egyféle!), de nem ilyen.

36., 37., 38. Proximity szenzorok

Fémet detektálnak érintés nélkül, halálpontosan. A három szenzor a méretükön túl abban különbözik, hogy milyen távolságról képesek az érzékelésre. Az alumíniumot nehezebben, az acélt könnyebben veszik észre.

Hirtelen ennyi. Van még egy csomó dolog, ami lemaradt: a tárgyasztal fűtéstől kezdve a hőkamra fűtőelemein át a CoSm mágnesekig, de majd mesélek azokról is szép sorjában, ahogy halad a pet project.

Ahogy ezt a posztot írtam, eszembe jutott: egyszer Orosz Peti mondta nekem Baján, hogy jó ötlet lenne kirámolni a fiókjaimat és a rengeteg kütyüről indítani egy sorozatot. Talán egyszer, ha majd lecseng ez a 3d print mánia, szóval stay tuned :)

Maldives 2015/02

26 felejthetetlen merülés összefoglalója az alábbi 3 kis klip.

Ennyi hal van az atollokon:

Maldives 2015/02 from Gabor Penoff on Vimeo.

Ilyen egy éjszakai merülés:

Maldives 2015/02 - night dives from Gabor Penoff on Vimeo.

És ilyen a víz alatti katarzis:

Maldives 2015/02 - manta from Gabor Penoff on Vimeo.

A mantás videók nyersanyagát Gönczi Imi barátom készítette, ezúton is hálás köszönet érte!

3D nyomtatás: GoPro keret v2

Egyszer már csináltam ilyet, de voltak gyerekbetegségei, így most nekiálltam újra:

all

Szóval ez egy két kézzel tartható keret, aminek a közepére jön a GoPro - mindennek az az értelme, hogy víz alatt stabilan lehessen tartani a kis kamerát, miközben az rögzít. Így néz ki az egész IRL bugyisárgában:

mount-IRL

A mostani változat rövidebb, de sokkal masszívabb tüskéket kapott, melyek mindkét irányból becsavarhatóak a nyélbe. A tüskékből csináltam kétfélét - az egyikben egy nyomtatott 1/4-20 UNC menet van, míg a másikba egy ugyanilyen anyát lehet felmelegítés után belegyömöszölni:

spikes

A nyeleket tartó talpak is kétfélék lettek: az egyik típusban nyomtatott 3/8-16 UNC menet van, a másikban meg a fém anya számára a tüskékhez hasonlóan kiképzett foglalat:

right-left-with-3-8_16-UNC-nut

A tüskék hegyes végére akkor lehet szükség, ha olyan élővilágot akarsz videózni, ami nem szereti a nagydarab búvárállatot a saját maga közelében (a garden eel-ek tipikusan ilyen félős kis szarok). Ilyenkor a hegyes véggel kifelé tekered be a tüskét és máris le lehet szúrni a keretet a homokos aljzatba. Persze ez esetben nem biztos, hogy jól áll a feje tetejére fordult GoPro - ezért csináltam dupla GoPro talpakat is, amelyek így kétoldalassá teszik az egész mountot:

all-front-view

Summa summarum, alig várom, hogy élesben tesztelhessük - már csak 3 alusz!-)

Ha tetszik és szeretnél egy ilyet, az egész szokás szerint szedhető a youmagine-ről.

3D nyomtatás: Orosz Péternek, szeretettel és hálával

Ma olvastam a cinken Pétertől a sörpisztolyról "Végre egy értelmes 3D nyomtatós projekt" címmel, gondoltam teszek hozzá egy kicsit.

Már csak négyet kell aludni és óhatatlanul szükségem lesz egy GoPro kamerára, amit rögzítenem kell majd egy azt tartó markolaton. A GoPro cuccoknak van okosan kitalált egységes rögzítési szabványa, a kamera tokját is egy ilyen csatlakozóba kell befogatni egy erre a célra tervezett hosszú csavarral.

A GoPro Baján van alkatrészestől, a fiúk veszik fel vele épp, ahogy a két kutyus az autó után szalad veszettül, én viszont nem vagyok biztos abban, hogy otthon megvan-e még a szóban forgó hosszúkás csavar. Erről a szerkezetről beszélünk:

gopro-knob

Megnéztem hát gyoran a neten, hogy mi pénz egy ilyen és megdöbbenve tapasztaltam, hogy 1500 HUF körül mérik a cuccot, így nekiálltam elkészíteni saját magam. Az egész mindössze egy M5-ös csavar a hozzávaló zárt végű anyával - rozsdamentes acélból legyen mindez 100 HUF. A test nagyjából egy faék bonyolultságával vetekszik, hiszen egy egyszerű forgástest egyik végét le kell metszeni 4 darab hengerrel, plusz bele kell nyomni egy hatszöget pár mm mélyen kb. így:

gopro-knob-DIY

gopro-knob-DIY2

A test 100% infillel (=teljesen tömörnek) nyomtatva sincs egész 4 gramm, így mondjuk nem túl olcsó (10000 HUF/kg) nyersanyaggal számolva 40 HUF az egész. Summa summarum 140 HUF-ból kihoztuk az 1500 HUF-os alkatrészt, mindezt úgy, hogy kb. 10 kalóriába került a szállítás (~200 méterre lehet a csavarbolt).

Az ilyenek miatt lehet a 3D nyomtatásért lelkesedni.

3D nyomtatás: a sérülékeny Lightning kábel esete

Az Apple által a termékei mellé csomagolt 100 cm-es Lightning kábele a gyári csomagolásban gyönyörűen akkurátusan feltekerve érkezik. Csinálni akartam valamit, amire feltekerhetem a drótot úgy, hogy az egyrészt védje a csatlakozókat, másrészt ne hagyja széttekeredni, végül pedig lehetőleg minimális helyet foglaljon. Ez lett belőle:

cable roller vs original packaging

Az egyik oldalába az USB, a másikba a Lightning csatlakozó passzol, a vezeték számára kialakított horony pedig pont akkora, hogy a 100 cm-es kábel korrektül ráfér és a feltekerés végén a két csatlakozó pontosan a helyére illik. Ha tetszik, viheted a youmagine-ről.

3D nyomtatás: Fusion 360 update

Ma reggelre jött egy Fusion 360 update, amit ha telepítesz és lejárt az egy éves trial periódusod, akkor fizetés nélkül többé nem férsz hozzá a náluk tárolt adataidhoz. Történik ez annak ellenére, hogy a Fusion360 oldalán levő pricing statement mást mond:

Fusion360-pricing-statement-on-website

A szoftverben a lejárt trial-re figyelmeztető üzenetben már semmi nem szól arról, hogy hosszabbíthatnád az ingyenes periódust:

Fusion360-trial-expired-window

Az explore options ablak végül meg is győz erről:

Fusion360-explore-options

Mivel az adataid mind a felhőben csücsülnek, így nem biztos, hogy a fizetést ki lehet kerülni, ami minimum ~7000 HUF/havi kiadást jelent, ha nem fordulsz el a platformtól. Én adok nekik egy év esélyt, hátha jövő ilyenkorra egy bugmentes Fusion 360-ról áradozhatok.