Monthly Archives: November 2012

3D nyomtatás – asszonyfaktor

A posthoz az utolsó lökést butcher__51 tweetje adta.

Már nem emlékszem, hol hallottam először az asszonyfaktor szakszót. Aki hozzám hasonlóan geek, annak ezt nem kell túlmagyarázni: adott vágyaink tárgya, az épp aktuális gadget, ami sajnos mindig pénzbe kerül. A gadgetre költendő pénzt a párjaink elsöprő többsége szerint értelemszerűen egy csomó hasznosabb / értelmesebb / et cetera dologra kellene elkölteni az újabb sz@r kütyü helyett.
Talán csak egy olyan csajt ismerek, akinek tágabbra nyílik a pupillája ha megtudja, hogy mondjuk kijött egy új stabil kernel, ráadásul ő valahol tőlem már jó messze ugrál ki mindenféle repülőkből.

Egy szó, mint száz, az asszonyfaktor a partnerünk kütyüvásárlási engedékenységi koefficiense. Mivel ez az esetek nagy többségében a nulla felé konvergál, próbáljunk meg némi analízissel javítani a helyzeten, hátha lehetséges!

Tegyük fel, hogy vágyaink tárgya egy 3D printer. Sajna a printerünk nem szép (legalábbis a női szemnek biztosan nem), nem lesz tőle simább a bőrünk, nem is igazán öltöztet. Valamit azonban mégis tud, amit a többi gadget nem: gyártani! Ha tehát abból indulunk ki, hogy az imádott nőnek olyan tárgyakat készíthetünk, amelyeknek ő is örül || hasznát veszi, akkor esetleg némi növekedésre tudjuk így bírni a fent emlegetett együtthatót. Nézzünk példákat.

A háztartás körül sok olyan apró defekt létezik, amire viszonylag egyszerűen készíthetünk fixet.
Lehet ez egy egyszerű fogkefetartó:

fogkefetarto

vagy egy gyűrű a partvisnak, hogy ne a sarokban álljon:

partvistarto

vagy akár egy custom méretű kis polc:

polc

Természetesen lehetünk ettől sokkal advancedebbek is. Ha körbenézünk a Thingiverse-en, ott rengeteg ötlet várja, hogy bevessük!

Vázák:

24 cells vase

Amphorah

vase

Szappanadagoló:

Soap dispenser

Sütiformák:

cookie cutter

Muslincacsapda:

fruit fly trap

...és még órákon át lehetne sorolni. Lehet folytatni az indoklást otthoni meghibásodott eszközök könnyű és olcsó javíthatóságával - mondjuk egy frissen eltört fogaskerékkel a mosogatógépben, amely a gyártótól rendelve sokezer HUF-os tétel, mi azonban örömmel legyártjuk, fillérekből. Bármi, ami műanyaggal pótolható és belefér a 20x20x20 centis dobozunkba, azt mi bizony nagy lelkesen állítjuk elő - és ezzel nem is füllentünk sokat, hisz a szemünk egy idő után automatikusan "mit hackeljek ma?" üzemmódba kapcsol majd.

A mai posztot andreas által tervezett izé, Béluka zárja, köszönjetek neki szépen:

beluka

Holnap hardverezünk egy kicsit, stay tuned!

3D nyomtatás – tervezzünk, de mivel?

Amikor nekiálltam a postnak, először arra gondoltam majd körbenézünk egy kicsit a világban, hogy milyen 3D objektum modellező alkalmazásokat kínál nekünk. El is kezdtem összeszedni a lehetőségeket, aztán amikor odáig jutottam, hogy belenéztem az AutoDesk Inventor / SolidWorks méretű vadállatok funkcióit ismertető demo videókba, akkor egy ideig még sajnálva néztem a szépen összegyűjtött sok-sok infot a posztban, aztán nyomtam egy ⌘A-t, majd az egészet kidobtam a kukába. Hogy miért? Mert egy fogkefetartó legyártásához nem fogunk 5000 EUR-t elkölteni.
Ahelyett tehát, hogy egy átfogó CAD/CAM szoftver képet festenénk, nézzünk meg inkább négyféle alkalmazást, amivel kacérkodom.

Google Sketchup

A SketchUp ingyenes mezei és 495 USD-ért mért Pro változatban létezik, Windows/Mac OS X alatt. Elsősorban arra fejlesztették, hogy a népek a Google Maps-hez legyártsák az IRL épületeket, szép vektoros formában, de azért *.3d objketumot is építhetsz vele. Az ingyenes verzió ugyan nem képes .STL formátumba exportálni, de a Cura tud a SketchUp által produkált .DAE formátumból olvasni, úgyhogy ez a probléma nem probléma.

A Google SketchUp volt az első, ahol a push/pull elvű modellezést láttam, nagy vehemenciával neki is indultam anno, hogy majd legyártom a saját házunkat benne, így tanulva meg az eszköz használatát. Elég sokat kínlódtam vele és úgy tűnt, hogy a push/pull modellezés során előállt felületek nem mindig illeszkedtek precízen egymáshoz. Én anno a 7-es verzióval kísérleteztem, azonban azóta van 8.0. A nyolcasban megjelentek a 7-ben még nem létező solid boolean toolok, ami objektum tervezésnél nem jön kifejezetten rosszul. Íme a what's new video kedvcsinálónak:

PunchCAD ViaCAD 2D3D

A PunchCAD nevű gyártó háromféle consumer kategóriás CAD alkalmazást kínál a kétféle, professzionális felhasználásra szánt szoftvere mellett Windowsra és Mac OS X-re. Ebből a Mac App Store-ba is listázott ViaCAD 2D3D a maga 100 USD-s árával még a megfizethető CAD kategória.
Én ebben gyártom a sok reciklálandó plasztikot egy ideje. Két dolog nem tetszik benne: az egyik, hogy a push/pull tool nem mindig talál rá az extrudálható face-ekre (ugyanakkor egy másik extruder tool ugyanazt a területet simán kinyomja), a másik pedig a gyenge help. Ettől függetlenül 100 USD-t megér. Nézzünk meg az előző, 7-es verzióból egy rövid demot:

ThinkerCAD

WebGL bázison, böngészőben futó CAD, tegnap találtam a nagy kutatásban. Nagyon guszta, elég intuitív, kicsit kevés funkcionalitással. Ebben pl. nem tudunk 2D keresztmetszetet rajzolni és azt 3D-be extrudálni és a custom alakú testek egymással booleankodását sem találtam elsőre sehol, mindössze téglatest, henger és tojás (#WTF?) alakú lyukfúrók vannak benne. Gyári nyúlfület bezzeg azonnal tud.

thinkercad

Képes .SVG és .STL file-ok importálására akár lokális file-ból, akár egy URL-ről (=Thingiverse).
Azért nem szabad legyinteni rá: ha standard primitívekből összerakható objektumot kell gyártani és épp nincs nálunk a desktop megoldásunk, szuper kis eszköz, arról nem beszélve hogy milyen csini! Ha kételyeid lennének, érdemes benézni a featured galériájukba.
Itt egy rövid tutorial a TinkerCAD játszótérről:

OpenSCAD

A végére hagytam az új felfedezettet, amitől minden coder arcnak azonnal beindul a nyálelválasztása. Az OpenSCAD ingyen van, cross-platform, és ami a legszebb: ez lényegében egy CAD scriptet olvasó compiler és mint ilyen, nyilván paraméterezhető is! Summa summarum, alkotni ebben is kell, sőt, ezt meg kell tanulni, hogy megint előjöjjön az emberben a matek.
Ha valami hiányzott eddig az összes próbált alkalmazásban, akkor az a paraméterezhetőség. A lehető legegyszerűbben meg akarom egy darab szám megváltoztatásával mondani, hogy a furatok ne 3, hanem 4 mm-esek legyenek - és erre az OpenSCAD perfekt.
Nézzük is meg befejezésnek danielkschneider paraméteres duplo scriptjét, miközben agyalunk a lehetőségeken:

//the duplo itself
// parameters are: 
// width: 1 =standard 4x4 duplo with.
// length: 1= standard 4x4 duplo length
// height: 1= minimal duplo height
// nibbles: true or false
 
duplo(1,2,1.5,false);
 
 
module duplo(width,length,height,nibbles) 
{
	//size definitions
 
	ns = 8.4;  //nibble start offset
	no = 6.53; //nibbleoffset
	nbo = 16; // nibble bottom offset
 
	duplowidth = 31.66;
	duplolength=31.66;
	duploheight=9.6;
	duplowall = 1.55;	
 
 
	//the cube
	difference() {
		cube([width*duplowidth,length*duplolength,height*duploheight],true);
		translate([0,0,-duplowall]) 	
			cube([width*duplowidth - 2*duplowall,length*duplolength-2*duplowall,height*duploheight],true);
	}
 
	//nibbles on top
         if  (nibbles)
     	   {
	    	for(j=[1:length])
		{
			for (i = [1:width])
			{
				translate([i*ns+(i-1)*no,j*ns+(j-1)*no,6.9+(height-1)*duploheight/2]) duplonibble();
				translate([i*-ns+(i-1)*-no,j*ns+(j-1)*no,6.9+(height-1)*duploheight/2]) duplonibble();
				translate([i*ns+(i-1)*no,j*-ns+(j-1)*-no,6.9+(height-1)*duploheight/2]) duplonibble();
				translate([i*-ns+(i-1)*-no,j*-ns+(j-1)*-no,6.9+(height-1)*duploheight/2]) duplonibble();
			}
		}
	        }
 
	//nibble bottom
	for(j=[1:length])
	{
		for (i = [1:width])
		{
			translate([(i-1)*nbo,(j-1)*nbo,0]) duplobottomnibble(height*duploheight);
			translate([(i-1)*-nbo,(j-1)*-nbo,0]) duplobottomnibble(height*duploheight);
			translate([(i-1)*-nbo,(j-1)*nbo,0]) duplobottomnibble(height*duploheight);
			translate([(i-1)*nbo,(j-1)*-nbo,0]) duplobottomnibble(height*duploheight);
		}
	}
	//little walls inside
	difference() 
	{
		union()
	 	{
			for(j=[1:length])
			{	
				for (i = [1:width])
				{
					translate([0,j*ns+(j-1)*no,0 ]) cube([width*duplowidth,1.35,height*duploheight],true);
					translate([0,j*-ns+(j-1)*-no,0 ]) cube([width*duplowidth,1.35,height*duploheight],true);
					translate([i*ns+(i-1)*no,0,0 ]) cube([1.35,length*duplolength,,height*duploheight],true);
					translate([i*-ns+(i-1)*-no,0,0 ]) cube([1.35,length*duplolength,height*duploheight],true);
				}
			}
		}
		cube([width*duplowidth - 4*duplowall,length*duplolength-4*duplowall,height*duploheight+2],true);
	}
}
 
 
module duplonibble()
{
	difference() {
		cylinder(r=4.7,h=4.5,center=true,$fs = 0.01);
		cylinder(r=3.4,h=5.5,center=true,$fs = 0.01);
	}
}
 
module duplobottomnibble(height)
{
	difference() {
		cylinder(r=6.6,h=height,center=true,$fs = 0.01);
		cylinder(r=5.3,h=height+1,center=true,$fs = 0.01);
	}
 
}

Ennyi matek után holnap a szinte lehetetlen megoldására vállalkozunk, úgyhogy továbbra is stay tuned!

3D nyomtatás – iPhone 5 tripod mount

Ma timelapse rögzítő szerkezetet készítünk a telefonunkból. A hozzávalók:

  • telefon
  • time lapse rögzítő alkalmazás
  • kameraállvány
  • kameraállvány-kompatibilis telefontartó

Ebből szinte minden van a boltban, de az utolsó túl sok utánajárást igényel, vagy egyszerűen csak drágának találjuk, vagy épp nem felel meg azért, mert mi nem akarjuk a telefont védő keretet minden timelapse mozi kedvéért lecibálni a készülékről. A hazainak amúgy is jobb az íze, lássunk hozzá!

Az egész tokozás nem egy nagy dolog. Kell nekünk egy nyitott doboz, aminek az aljában elfér egy 1/4"-es vagy egy 3/8"-os anyacsavar, attól függően, hogy milyen menetű kameraállvánnyal rendelkezünk. Persze akár le is gyárthatnánk a fotós cuccoknál használt Whitworth UNC menetet direkt a műanyag modellbe, de az egyrészt nem elég tartós, másrészt nálam pont van egy marék 3/8"-os anya, így inkább annak készítünk ágyat (update: morcosmackó commentjében ott egy link a sokféle menet szabványról, többek között az általam ezidáig nem ismert 20-as (=1/4") és 16-os (=3/8") UNC (=UNified Coarse) menetről is, melyet a fotósállványokon használnak szemben a Whitworth menettel, amit én olvastam valahol):

iPhone5-dock-plan

A modellt iPhone 5-re gyártottam - a kis dobozkában egy szűz telefon lötyög, de az általam használt noname átlátszó védőtokkal pont passzol a lyukba.
Mivel ez viszonylag sok molesztálásnak kitett tárgy lesz (=ki-be nyomkorásszuk a telefonunkat), így érdemes az infill rate-et 100%-ra állítani nyomtatás előtt, hogy az így definiált teljes kitöltéssel egy strapabíróbb tárgy készülhessen (én az első változatot kísérletnek szántam, ezért ott beértem 20%-os kitöltéssel, de az is kellően merev, így most is azt használom, nem nyomtattam újra). Ilyen lett egy kis molyolás után a mű:

iPhone5-dock-printed

Az anyacsavart a helyére tolva egy GorillaPodon pedig így várja a következő printet:

iPhone5-dock-in-use

Ha te is iPhone-t használnál a feladathoz, akkor tudom ajánlani a Glif nevű iPhone állványát kitaláló srácok Frameographer nevű 3 USD-ba kerülő timelapse gyártó alkalmazását:

Végül pedig ha a modell kellene, szedheted a Thingiverse-ről.

3D nyomtatás – csavaring

Egyszer már majdnem eljutottam odáig, hogy csak két részből összerakható tárgyat fogok gyártani. Ennek hatására a kellően stabil illesztés problémájából kiindulva nekiálltam csavart és hozzá passzoló anyát gyártani, műanyagból.

Csavart modellezni egy CAD alkalmazással nem egy rakétatudomány. Kell nekünk egy henger, aminek a palástján végighúzunk egy spirált, aztán a spirál mentén extrudálunk egy menetvágó háromszöget, majd az így kapott, háromszög keresztmetszetű spirál testet egyszerűen kivonjuk a hengerünkből és már meg is van a csavar. Az anya csak még egy boolean transzformáció, ahol az anya szerepét betöltő krumpliba belenyomjuk az előbb gyártott csavarunkat, majd kivonjuk belőle azt. Valami ilyesmi lesz a vége:

nut-and-bolt-in-CAD

Ez eddig rendben is van, gyártsunk akkor belőle valódi tárgyat:

nut-and-bolt-10mm

A koca tervező azért azzal csak nem számol elsőre, hogy a 10 mm-es műanyagcsavar a 10 mm-es műanyagmenetben nem kicsit fog szorulni:

10mm-nut-and-bolt-fail

Ellenben ha apuci átmérőjét 1 mm-rel csökkentjük, az már jótékonyan hat a csatlakozásra:

9mm-nut-in-10mm-bolt

Persze vannak okos modellező alkalmazások, amelyek ezeket a toleranciákat valószínűleg maguktól képesek okosan kezelni, de a 100 USD-be kerülő ViaCAD 2D3D v8 nem kínál nekünk ilyet. Sebaj, cserébe ma is tanultunk valamit.

3D nyomtatás – BMW e46 mágneses tablet mount

Ma is gyártani fogunk.

Egyszer egy hosszabb úton kipróbáltam, milyen az, ha egy iPad közel 10 collos képernyőjén fut a navigáció. Ennek a próbának a folyománya lett ez a projekt: mindenáron iPadot akartam szerelni a kocsiba.

Az iPad autóba integrálásához az elektronika adott, hiszen a telefont hajtó Dension egység ugyanolyan iDevice-nak látja őt is. Csak a felfüggesztés hiányzik - ez azonban kicsit bonyolultabb, mint a telefon esetében.
Először is az iPad nagy, bazi nagy. A próbaúton oda tudtam adni az egyik gyerek kezébe az eszközt, de most olyan helyre kell lehetőleg stabilan rögzítenem, ahol el is érem - jó eséllyel ez csak a középkonzol lehet, mégpedig az amúgy is csak erősítő szerepét betöltő rádió feletti rész.

Egy másik házi barkács ötletből kiindulva fogtam némi 0.3 mm-es Lindab lemezt, felragasztottam az iPadot védő műanyag tok hátára és nekiálltam az eszköz sanyargatásának, hogy lássam, okoz-e bármilyen jelgyengülést a fémcsík. Nem okozott. Akkor meg is van a megoldás: mágnessel fogok rögzíteni!

Sokan nem tudják, de az iskolákban használt standard vasmágneseknél léteznek sokkal vaddisznóbb erejű mágnesek. Ezeket közös nevén ritkaföldfém-mágneseknek hívják, mivel abból készülnek. Amit én használtam, az neodímiumból, pontosabban annak vas-bór ötvözetéből (Nd2Fe14B) készül. A neodímimuról az átlagember talán annyit tud, hogy abból jó sok van Kínának, Nd a vegyjele és 60 a tömegszáma rendszáma. De ez nem az érdekes adatok mese, úgyhogy ezzel most nem is kell tovább foglalkozni, irány a 3d print meló!

Nézzük először a célterületet, ahova a tabletet szánom:

00-e46dashmagnet-target-area

A szellőzőrostélyok alatt vagy egy horony, abba kellene beleapplikálnom. A rés keresztmetszetéről kellene tehát egy minta: ehhez vagy nekiállok hosszában kettévágni egy nagyobb flexszel ezt a részt, vagy... fogok egy darab gyurmát és belemasszírozom, hátha abból is látszani fog a rés alakja. Némi fontolgatás után ez utóbbi lett végül:

01-e46dashmagnet-playdough

Ezt a gyurmametszetet előbb körberajzoltam:

02-e46dashmagnet-cross-section

...aztán rájöttem, hogy mekkora barom vagyok: a rég használt 3D modellezőkhöz hasonlóan valószínűleg a CAD szoftver is hagyja, hogy egy rétegre betöltsek valami segédimage-et. Így is lett:

02-e46dashmagnet-playdough-in-CAD

Oké, megvan a rést kitöltő modell keresztmemszete, nyomtassunk belőle egy vékonyka lapot és próbáljuk a helyére:

04-e46dashmagnet-first-sample

Egyrészt kicsit benyúlhatna abba a fránya résbe hosszabban, másrészt nem úgy néz ki, mintha megfelelő lenne a szög. Ha a fotóra húzunk két vonalat, rögtön látszik a bibi:

05-e46dashmagnet-bad-angle

A modell tabletet tartó síkja egyszerűen túl meredek és így az iPad bele fog ütközni a műszerfalba. A mádosik piros vonal mutatja a korrekt dőlést. Ebből a tapasztalatból lett aztán ez a draft:

06-e46dashmagnet-better-angle

Ezt leellenőrizzük valami ráfektetett sík darabbal is, hogy ne csak szemre legyen OK:

07-e46dashmagnet-better-angle-doublecheck

Jó lesz. Megvan a számunkra megfelelő keresztmetszet, most jön az, hogy az objektum belsejébe terveznünk kell egy üreget, ahova a mágnesek becsúsznak:

08-e46dashmagnet-thincker-sample

A fenti fotón látható példa 10x10x4 mm-es mágnesekhez készült, ám végül én ezek helyett 5 darab 10x8x30 mm-es mágnest használtam, hogy akkor is biztosan tartson a keskeny csík, amikor satura kell fékezni az autót.

09-e46dashmagnet-final

A végeredmény brutális: a tabletet szinte csak csúsztatva lehet leszedni az őt tartó mágnesekről:

10-e46dashmagnet-design-in-place

11-e46dashmagnet-tablet-in-place

Ha szükséged lenne a modellre, megtalálod a Thingiverse-en.

Hétfőig messze vagyok a billentyűzettől, de utána könyörtelenül jön a következő rész, szóval stay tuned!

Update: bár a Thingiverse linken ott van, innen mégis kimaradt, hogy a mountot a kocsihoz egy darab 3M VHB kétoldalas ragasztó tapasztja oda. Ha a Burj Dubai üvegtábláit megtartja, akkor szerintem ide is megfelel majd :)

3D nyomtatás – iPhone 5 autós dokkoló

Tegnap azt ígértem, hogy ma végre nyomtatunk valami értelmeset. Nos akkor - ahogy a bátor agysebész mondaná - vágjunk bele!

Az autómba egy Dension Gateway Lite adapter van beépítve már régóta. Ez egy iPod/iPhone/iPad illesztés a kocsi audiorendszeréhez. Az autó gyári hangrendszere CD váltónak látja az eszközt, így szólaltatva meg az arról érkező hangot. A Dension cucc átveszi az uralmat a kocsi kormányára épített audio vezérlő gombok (track forward és reverse) felett, így a kormányról léptethetem a Dension gateway-re dugott i* eszközön a lejátszási listát.
A Dension kütyüből egy régóta standard 30 tűs Apple dokk csatlakozó áll ki - ezt én egy Brodit autós dokkolóba csatlakoztatva használtam: a telefont tartja a dokkoló, a Dension felől érkező drót pedig tölti a készüléket, plusz rögtön össze is kapcsolja az autó audio rendszerével. Ez közel Nirvana volt - egészen 2012 október végéig.

Ekkor ugyanis gondolt egyet az Apple és lecserélte a 30 tűs dokk csatit egy kisebbre, megborítva ezzel a fenti megoldást. Hála az égnek kiadtak egy 30 tűs konnektor → új Lightning konnektor konvertert, amely egyrészt patent módon illeszkedik a Dension kábel végére, másrészt a Dension eszközt az átalakítóval a telefonra csatlakoztatva az audio illesztés változatlanul megmaradt. Ez szuper, már csak az új telefonnak kellene új dokkot találni - és itt jön rögtön a 3D nyomtatás.

A Brodit tartó ügyesen összerakott szerkezet. A dokk felfüggesztéséhez ugyanazt a mechanikus megoldást használják, amit a legtöbb GPS gyártója - egy forgatható talpra csavarozódik fel a dokkoló:

01-Brodit-516193-parts

A telefont a dokkban tartó oldalsó támasztékok egy okos csúszkás megoldással rögzíthetőek, ami lehetővé teszi, hogy tokban levő készülékek is elférjenek az így kialakított állítható sínben.
A feladat tehát csupán annyi, hogy

  • ki kell találni egy tokot a régi kábel + az új konverter számára
  • elő kell állítani a régi dokk furatos talpának pontos mását
  • a két komponenst "össze kell hegeszteni" a modellen
  • ki kell nyomtatni a végeredményt

Kora este letettem a melót és neki is láttam. Első körben a kábel foglalata készült el, amiből nyomtattam egy tesztpéldányt, hogy lássam, mennyire passzol a két egymásba ültetett csatlakozóhoz:

02-sample-connector-slot

03-sample-connector-fit-test-with-cable

Szuper! Nagy lelkesen neki is láttam a dokkoló hátlapját elkészíteni és "hozzáragasztani" a kábeltartóhoz:

04-cradle-bad-design

Ez így egész jó addig, amíg az ember nem tanul meg az Ultimakerhez hasonló elven nyomtató szerkezetek fejével gondolkodni. Ugyanis ha a fenti modellt a kábeltartó talpára állítva nekiállok kinyomtatni, a csavarokat tartó hátfal részt a printer képtelen lesz kinyomtatni, mivel a nyomtatás során az a levegőben lóg, tekintve hogy alatta semmiféle támaszték nincs. Ezt nem felismerve hagytam magára szerencsétlen printert, aki a 47. perc környékén kezdte elrontani az objektumot:

05-cradle-fail1-bad-design

A fenti probléma a por alapanyagból dolgozó, rettenet pénzbe kerülő printereknél eleve nem áll fenn, hiszen ott a nem megolvasztott por adja magát a támasztékot. Extruder típusú printeréknél is vannak erre kísérletek: két nyomtatófejet használva kétféle műanyaggal nyomtatni, ahol az egyik csak a támaszték szerepét töltené be. Nekem az egyféle anyaggal nyomtatás is kihívást jelent még, így most inkább más utat keresünk.

Némi CAD-es küzdelemmel gyártottam hát a hátfalnak szépen ívelő támasztékot:

06-cradle-better-design

Amint ez megvolt, neki is láttam újra a printnek és újabb 47 perc után már jött is az újabb hiba: a lekerekített szélű csatlakozó tartó nem ad elég támasztékot a függőlegesen nyomtatott tárgynak és a nyomtatás során a hátfal kezdésekor egyszerűen elborult a tárgyasztalon:

07-cradle-fail2-no-raft

Ekkor jutott eszembe, hogy nagy eséllyel erre találták ki a "raft"-ot. A raft lényegében egy rács, amit az objektum első rétege alá nyomtat a printer az első réteg méreteinél valamivel nagyobb szélességben pont azért, hogy az ilyen instabil printeket kicsit nagyobb talapzatra állítva stabilizálja. A raft a nyomtatás végeztével egy textilkéssel könnyedén eltávolítható.
Az ötletet újabb, már késő éjszakába nyúló print követte, ezúttal sikerrel:

08-cradle-printed-with-raft

Leszedtem a raftot, majd összecsavaroztam az új dokkot a régi oldalsó elemeivel:

09-cradle-assembled

Passzol bele a telefon is:

10-cradle-test-with-iPhone5

Irány az autó, helyére csavarozzuk és megnézzük kábellel:

11-cradle-with-cable-half-in

12-cradle-with-cable-in-place

Kész! Végül a telefon dokkolva:

13-cradle-with-iPhone5

Mindez elkerülhető lett volna, ha egyszerűen rendelek egy iPhone 5-höz gyártott dokkolót a Brodit-tól, de egyrészt az 20kHUF körüli agyament árban mozog, míg a DIY projectünk kb. 3*200 HUF anyagköltségből készült el, másrészt hol lenne abban a jól végzett munka öröme?

Ha kedvet kaptál és az átalakító neked is segítene, az STL file a forrás ViaCAD CAD file-lal együtt kint van a Thingiverse-en. Have fun!

Nyugi, a sorozatnak nincs még vége, van bőven miről írni. Egyrészt csomó gyártandó dolog van már a fejemben, másrészt a modelleket előállító sokféle alkalmazásról még csak szőr mentén beszéltünk, ráadásul tuning recept is akad még bőven (a tuningos poszt megírása óta már a második hack-on vagyok túl :)). Szóval továbbra is csak azt mondhatom: stay tuned, ha te is hozzám hasonló gyerekes izgalommal állsz a témához!

3D nyomtatás – alapanyagok

Az extruder típusú printereket (igazi típusnevük egyébként FFF, azaz fused filament fabrication, az eljárásé pedig FDM, azaz fused deposition modelling) az esetek nagy többségében egységes kereszmetszetre húzott/nyomott, hőre olvadó műanyagszállal etetik - zömmel 1.75 vagy 3 (=2.89) mm átmérőjű PLA vagy ABS szálat használ erre az ipar.

Mese a lebomló műanyagról

A PLA (PoliLactic Acid, magyarul politejsav) egy tejsav alapú, biológiailag lebomló műanyag. Általában nádcukrot vagy kukoricakeményítőt erjesztenek bacikkal, ebből lesz a tejsav, amiből észtert varázsolnak, aminek már csak fel kell nyitni a gyűrűjét, hogy polimerizálódjon jól. Igaziból egyszerűbb, ha megveszed egy webshopban a kész drótot, mintha otthon nekiállnál bacikkal büdösíteni némi cukornádat.
Amellett, hogy a textilipar PLA szálakat kever a ruhádba, hogy könnyebben vasalható legyen, valamint ebből van a mikrózható műanyag is, a biológiailag lebomló feature miatt egyre inkább használják élelmiszer csomagolóanyagnak (a tetraéder alakú Lipton teafilterek is ebből vannak), illetve ilyen szállal varrják össze a sebed, ha a TB adott pénzt a kórháznak és épp van nekik biológiailag lebomló varratcérnájuk. A biológiai úton történő lebomlása miatt a PLA megkapta a trendi bioplasztik elnevezést is.
A PLA 173-178 ℃ között olvad, de egész 110 ℃-ig bírja a hőt. A műanyagipart egybefogó szervezet, az SPI által kitalált Resin ID besorolásban a PLA a 7-es recycling azonosítót kapta:

PLA recycle symbol

Egyszer eltemetek egy darab ilyet egy fél évre és megnézem mi lesz belőle.

A számunkra hasznos PLA-t össze-vissza színezik, számtalan csini variáns létezik belőle, az egyszínűtől a szines átlátszókon át a multicolorig:

pla

pla-multicolor-stripe

PLA-ból a standard merev mellett létezik rugalmas változat is, ám ez utóbbi az okosak szerint nem való a kocauserek kezébe: nehezebben tapad, 210 fokon érdemes vele nyomtatni, max. 19 mm/sec sebességgel (a merev PLA-val elvileg el lehet menni 160 mm/sec-ig).

PLA-t 15-128 USD/kg ártartományban rengeteg helyen kapni. Ultimakerék a maguk ~54 USD/kg + VAT árukkal nagyjából az európai árak közelében vannak.

ABS

Az ABS (Akrinitril-butadién-sztirol) már sokkal ismerősebb anyag lehet - ebből van a LEGO kocka. Ezzel el is mondtam egy csomó tulajdonságát: merev, fényes, deformációnak remekül ellenáll. Hihetetlen módon sztirol és akrinitril polimerizálásával állítják elő... na minek a jelenlétében? Hát még jó, hogy a polibutadién is ott kell, hogy legyen!
Az ABS a fröccsöntőipar kedvence. A polibutadién gumi elég szívóssá teszi az amúgy jó szilárdságú akrinitril és sztirol polimereket, szóval klassz kis anyag ez. Az ABS egyedül a tartós UV sugárzást nem szereti, de nekünk nem a szoliba kell, úgyhogy ez nem probléma.
Az ABS-t általában petróleumból gyártják - nagyjából 2 kg petróleumból jön össze 1 kg ABS.
ABS-t a printerünk 265 ℃-on szereti enni. Sokkal nehezebben tapad, mint az előbb emlegetett PLA, ezért érdemes fűtött platformmal rendelkező nyomtatóval printelni.
ABS szálból a PLA-hoz hasonlóan csillióféle szín létezik:

abs

Az ABS Resin ID-je egy mezei ABS felirat:

ABS recycle symbol

ABS-t 14-175 USD/kg pénzért mérik. Ultimakeréknél ez a PLA-hoz hasonlóan 54 USD/kg + VAT, ami szintén EU középmezőny.

Nylon

A Taulman gyárt nylon alapú, kifejezetten 3D printhez tervezett alapanyagot. A szál piszkosfehér színű, 240-250 ℃ az ajánlott nyomtatási hőfoka, a gyártó a szálat egy henger nélküli tekercsben szállítja, így érdemes a beszerzése előtt rákészülni az új anyagra egy tartóhenger nélküli szálköteg spulni legyártásával.

Fának látszó anyag

A LAYWOO-D3 fastruktúrát mintázó alapanyag. Én erre annyira izgulok, mint az autók faberakásaira (=nem), de azért nézzük meg, mert itt a helye az alapanyag postban:

Maradékok

Előfordulhat, hogy kisebb-nagyobb száldarabjaid maradnak egy idő után, amiket egyszerűen sajnálnál kidobni. Az ilyen maradékok újrahasznosításához csinált egy ragasztógépet RichRap Thingiverse user.

Ezen felül lesz majd egy rakat elrontott print, amit szintén vétek lenne kidobálni, hisz az elérhető árú extruder 3D printerek térnyerésével nagy eséllyel jönnek majd az otthoni recycler eszközök is.
Marcus Thymark már neki is állt a dolognak és egy horrorfilmekbre emlékeztető trancsírozógépet tervezett egybe egy húsdaráló-szerű szörnyeteggel (az alábbi videóban 2:00-7:00 között csak különböző recyclable anyagokkal eteti a fémdisznót, szóval azt akár át is ugorhatod):

Erre a malacra épülhet aztán a Kickstarteres Filabot:

Spéci cuccok

Ha jobban belegondolsz, a 3D nyomtatás anyaga bármi lehetne, ami a nyomtatási eljárás során egymáshoz képes ragadni és nem is deformálódik el túlságosan. Nyomtathatnánk mondjuk... cukorral! Legyen az alapanyag szilárd rúd forma helyett folyékony, a nyomtatófej melegített extruder helyett egy fecskednő és már meg is vagyunk:

És ez olyannyira nem távoli cyber dolog, hogy pl. mechadense már össze is rakott ilyen sütiprintert a saját Ultimakeréből.

Még mindig van durvább - nézzünk csak meg egy TED előadást, amely arról szól, hogy hogyan nyomtatnak emberi vesét:

Ennyi rizsa után ígérem, hogy legközelebb már csinálunk is valami hasznosat. Stay tuned!

3D nyomtatás – tuning

A múltkor ott tartottunk, hogy a printerünk már nyomtat, csak lehet, hogy nem épp olyat, amilyet elképzeltünk. Elsőként vegyük sorra az extruder típusú nyomtatók által elkövethető hibákat.

Hibásan tervezett/nyomtatott objektum

Mielőtt nekiállnék a gyártót okolni, nézzük meg, mit tudok magamtól tönkretenni. Itt van mindjárt a rosszul megtervezett || nyomtatáshoz rosszul beállított objektum esete. Nézzük csak ezt a kis üreges rudat példának:

bad-object-print-no-support

A fotón látható téglatest tetejére egy 10 * 4 mm keresztmetszetű, a téglatest hosszában végigfutó üreget kellett tervezni. Mivel a nyomtatáskor az objektum a képen látható módon feküdt a tárgyasztalon, a 10 mm "átfeszítést" helyenként már nem tolerálta jól az olvadt műanyag.
Ezzel két dolgot lehetett tenni: vagy csökkenteni a nyersanyag olvasztási hőmérsékletét, vagy pedig az egész tárgyat állítva nyomtatni, hogy így ne készüljön átfeszített rész egyáltalán.
Summa summarum, ez tehát 100% user error, ami minimális agymunkával és/vagy némi rutinnal már könnyen védhető.

Megszámolható rétegek

A standard Ultimaker extruder fej 0.4 mm átmérőjű - ez elméletileg azt jelentené, hogy a printerrel elérhető nyomtatási pontosság is 0.4 mm lesz. Ez azonban nem teljesen igaz, mivel a léptetőmotorok ettől sokkal pontosabb léptetésre képesek - nézd csak meg pl. Yodát a tárgyasztalon - az alábbi képen a Mester 20 μm rétegvastagsággal készült:

http://farm7.staticflickr.com/6004/6191494335_02174b374f_b.jpg

Ez a print annyira pöpec, hogy szinte alig látod a rétegeket. Amikor az egymást követő rétegek szabad szemmel megszámolhatóak, akkor azt két dolog is okozhatja: a nem elég részletes modell (=low polygon count), de sokkal inkább a rosszul megválasztott rétegvastagság a slicer alkalmazásban.
A Cura-ban alapértelmezett rétegvastagság 0.2 mm - ez egy korrekt default érték, az így nyomtatott ojjektumokon nem nagyon fogsz rétegeket számolni (én legalábbis 40+ éves szemmel már nem tudok).

Felesleges szálak, szőrök (=stringing)

Az előző post végén volt erre egy tökéletes példa egy félresikerült GoPro skeleton mount személyében:

3dprint-fury-gopro-skeleton

Mindjárt négyféle gyógyírt is mondok erre:

  1. nyersanyag visszahúzatása utazás során a feederrel (=retraction)
  2. rétegvastagság csökkentése
  3. hőmérséklet csökkentése
  4. ...vagy simán csak levágod őket egy textilkéssel a print végén, azt Sanyi

A negyediket nyilván nem kell magyarázni, de miután sokadszor kell vagdosnod és eszedbe jut kiszámoltatni a slicer alkalmazásoddal, hogy mennyibe kerül a nyomtatás során elhasznált nyersanyag (a Cura tud ilyet), erősen el fogsz gondolkodni az első hármon.
Nos, a 2. és 3. verzió tiszta empirikum, azzal mindenki játszhat kedvére, illetve találhat hozzá vudu recepteket a különböző 3d print fórumokban. Egy dolog bizonyos: az, aki egy hőfok / rétegvastagság combot megad egy bizonyos anyaghoz, az egyáltalán nem biztos, hogy ugyanazt a minőségű nyersanyagot használja, amit Te. Ennek megfelelően ezt a két értéket inkább csak a puding próbája algoritmus mentén lehet jól belőni - már ha a default értékektől el akarsz térni a stringing eliminálása érdekében. Én azonban inkább az 1. pontot javasolnám.

Előbb egy kis Ultimaker történelem. Amikor mi beszereztük az Ultimakert, a feeder rész záró mechanizmusa úgy volt kitalálva, hogy azzal egyszerűen mechanikusan rászorítottad a nyersanyagszálat egy bordázott hengerre, ami forogva tolta bele a műanyagszálat az extruder fejbe.
Ennek a konstrukciónak az volt a legfőbb baja, hogy a Te izommunkád döntötte el, hogy mennyire szorítja oda a záró mechanizmus a továbbító hengerre a nyersanyagot. Ha túl gyengén, akkor elcsúszhatott az anyag, ha túl erősen, akkor pedig annyira belemarhatott a bordás henger, hogy műanyagdarabkák tömhették el a továbbító mechanizmust, ezáltal a növekvő súrlódás miatt végső soron ugyanúgy lassítva a jó nyomtatáshoz kötelezően egyenletes nyersanyagáramot.
Erre a problémára talált ki egy ügyes rugós megoldást bertho. Az ő ötlete annyiban állt, hogy a nyersanyagot befogó zárszerkezetet rugóerő tartsa állandó erejű feszítésben, így kiküszöbölve még az esetlegesen egyenletlen vastagságú nyersanyagból eredő problémákat is. A megoldás zseniális lett, én is nagy örömmel gyártottam le:

berthos-ultimaker-extruder-drive-upgrade

Egyedül az jelentett némi gondot, hogy az általa használt M3-as csavarból sehol nem kaptam 50 mm hosszú, végig menetes darabot, de aztán végül ez is megoldódott (many thanks Tomek, I still owe you a beer or another food recipe!-))

Bertho megoldása akkora siker lett, hogy végül az Ultimaker gyártója az ő munkája alapján áttervezte a záró mechanizmust és egyrészt upgrade-ként kaphatóvá tette, másrészt innentől kezdve a frissen gyártott Ultimakereket is ezzel látja el. Azt azért ne felejtsd el, hogy Bertho megoldása sem mentesít attól, hogy időnként megpucold a feeder mechanizmust.

Az állandó erővel precízen tartó feeder még egy dolgot csinál sokkal jobban, mint a korábbi verzió: a precízebb anyagmozgatásnak köszönhetően sokkal kisebb esély van arra, hogy a nyersanyagot a nyomtatófejből visszahúzva az újra"etetés" során ne kapjon anyagot az extruder.
Ennek a problémának köszönhetően az egyes nyomtatószoftverekben nem alapértelmezett az anyagvisszahúzó (=retraction) funkció aktivált állapota - a 12.10-es Curában is külön kell engedélyezni:

cura-enable-retraction

Pedig ez a funkció a 3D nyomtatás szeletelt kenyere! Ha bekapcsolod, nyomtatáskor a feeder minden olyan esetben visszarántja a nyomtatófejből az alapanyagot, amikor a fejnek csak utaznia kell, nem pedig anyagot lepakolni. Ha a rectract funkció aktív és a feeder precízen képes az anyag kétirányú továbbítására, a stringing jelenség szinte teljesen megszűnik.

Elduguló extruder fej

Szerencsére ez is már csak történelem. A korábban gyártott extruder mechanizmust a megolvasztott nyersanyag képes volt eltömni. A dolog odáig fajult, hogy Ultimakerék külön wiki oldalt szenteltek a duguláselhárításnak, majd kisvártatva előálltak egy új extruder fej design-nel - ezt nevezik Hot end v2-nek. Az új verziónál egy érdekes talpas rézcső csatlakozik a teflon alkatrészbe, amit én az összeszerelésnél azonnal ketté tudtam törni:

ultimaker-hot-end-v2-broken-brass-pipe

Sajna a leírás sehol nem tartalmazta, hogy benga állatok óvatosan kóstolgassák a kis gyámoltalan sárgaréz csövet, így ez lett belőle. Felvettem a kapcsolatot Ultimakerékkel, akik azt mondták, hogy ezzel vigyázni kell, erre nincs garancia, adjak nekik az új példányért 15 EUR-t. Ezt meg is tettem, egy hét múlva egy borítékban megérkezett a pótlás (nota bene: ha nem vagyok én, a nagy Hulk, akkor még most sem rendelhetnéd ezt az alkatrészt a boltból, mivel miattam került be a külön rendelhető itemek közé :).

Ez az upgrade picit hosszabbá teszi a nyomtatófejet, így a beszerelése után újra kell kalibrálnod a Z tengely felső végállását is, amit az összeszerelési útmutató nem említ. Megteszi ezt helyettük a wiki oldalon kommentelő nagyon korrekt közösség.

Általánosságban elmondható szabály, hogy az Ultimaker alkatrészek összeszerelési utasításait először szerelés nélkül végig kell olvasni, commentekkel együtt, akár többször is (nem szégyen az, én is nekimentem 2-3-szor) és csak utána szabad nekiállni szerelni, mert sok félreértéstől kíméli meg magát így az embergyerek!

Foltosodás (=blobbing)

Én szerencsére nem találkoztam már ezzel a jelenséggel, csak olvastam róla, így a teljesség kedvéért idekerül. A blobbing kis puklik megjelenése a nyomtatott modellen. Ezt korábban az okozta, hogy némelyik printer szoftver/förmver (de ronda ez így magyarul) kombináció nyomtatás közben túl gyorsan pollozta az extruder fej mért hőfokát, amitől az USB "adatcső" be tudott dugulni és csuklott egyet ilyenkor a nyomtatófej. Soros port coder nindzsáknak esetleg ismerős lehet a probléma :)
Ezeknél az alkalmazásoknál (úgy emlékszem, a ReplicatorG valamelyik verziója bugzott így) elég volt az is, ha a nyomtatást monitorozó ablakot becsukta az user és így már nem mentek ki a hőmérő pollozó parancsok.

Lazuló hajtószíjak

A nyomtatófejet mozgató tengelyekre a hajtást 2*2 db hosszú gumiszíj adja át. Hosszabb használat után ezek hajlamosak valamennyit megnyúlni, aminek az lesz a következménye, hogy a fej pozícionálása nem lesz olyan precíz, mint azok új korában.
Persze a legjobb megoldás az lenne, ha a két servo motor a két tengelypárt valamilyen direktebb kapcsolódással hajtaná meg, de ahhoz sokkal izmosabb módosításra lenne szükség, mint amit az én fakezem elvégezni képes, így fókuszáljunk inkább arra, hogy hogyan tudnánk feszesen tartani a hosszú meghajtószíjakat.
A Thingiverse-en a "belt tension" kifejezésre keresve elképesztő mennyiségű övfeszítő változat jön szembe. Én chasmaker megoldását választottam, amely az XY tengelyeken futó vezetőszánokba épül be. Ebben a megoldásban 4 pár, különböző méretű klipszet kapunk, amelyet a hajtószíjak lazaságától függően kell alkalmazni. Hogy melyik pár jó neked, azt egész egyszerűen az dönti el, hogy melyiket tudod pusztán a saját izomerőd felhasználásával még épp beépíteni a szánba.
Van erre Ultimakerék szerint precízebb megoldás is, amit én minden további kommentár nélkül csak képzett zongorahangolóknak tudnék ajánlani (először nem hittem el, hogy ezt egy mérnük csapat postolta):

Vérbuta papírszerű légterelő cseréje

Ultimakerék az alábbi hajtogatós légterelő megoldást szállítják a nyomtatóval:

Ultimaker stock fan shroud

Ennek az alkatrésznek két baja is van: az egyik, hogy nem tereli elég precízen a levegőt, a másik pedig, hogy a gagyi összehajtogatós megoldás hajlamos szétesni. Mikor ezt nyomtatás közben teszi, az különösen izgalmas (based on a true story).

A buta légterelő kiváltására is rengetegen terveztek jobb megoldást. Én cello-ch változatát használom, annyi módosítással, hogy a két kifúvó nyílás között kiálló peremet egész egyszerűen lefaragtam egy textilkéssel, mivel az túlságosan közel szaladt a tárgyasztalhoz és így hajlamos volt a nyomtatás elején esetleg felkunkorodó skirt szélébe beleakadni, mindenféle galibákat okozva ezzel.

ultimaker-custom-fan-shroud

Optikai tuning

Na ez az, amit sosem értettem egy autó esetében, itt azonban azonnal rohantam az IKEÁba alkatrészért - nézzük is, hogy miben áll mindez!

A 3D nyomtatásban magán a kész produktumon kívül van még két gyerekes öröm. Az egyik, amikor elkészülni látod a "saját gyereked", a másik pedig az olvadó műanyag szaga (ez utóbbit gondolom mindenki érti, aki szereti a benzin szagát - csak akkor érzed, amikor 3D printelsz, az agyad meg összeköti a két ingert). Van itt egy harmadik mellékhatás is, az pedig a szervómotorok zaja, ami azért inkább bántó, mint izgis.
Előbb-utóbb timelapse mozit akarsz csinálni abból, ahogy a fej létrehozza az objetumot a tárgyasztalon - azt pedig mindenki tudja, hogy jó képhez jó fények kellenek. Szerencsére ilyen tuning is van már, nem is egy, konyhakészen.

Az első a nyomtató aljába és két oldalsó oszlopába illeszt be egy-egy ledcsíkot. A ledcsíkunk az IKEA konyhakészre gyártott LEDBERG ledcsíkja, az ehhez való kompatibilis illesztést pedig mpatoulachik készítette a Thingiverse közösség számára.

ultimaker-ikea-ledberg-tweak

A másik hasonló "let's make xmas tree from our Ultimaker" megoldás hullo3d-től származik, aki az IKEA DIODER szalagot illeszti, aki az előbb említett megoldást tuningolta tovább.

ultimaker-ikea-dioder-tweak

Fűtött tárgyasztal

Ez még egy érdekes fejlesztési pont. Ultimakerék egyelőre hivatalosan nem kínálnak fűtött tárgyasztalt (=heated bed) a nyomtatójukhoz. A fűtött tárgyasztal legfőbb előnye, hogy a melegen tartott üveg vagy alumímium felületen sokkal jobban tapad a nyersanyag, így stabilabban áll rajta a létrehozott modell, valamint szükségtelenné válik az akril lapot védő ragasztócsíkok használata.

Sok próbálkozás létezik már, a Prusa Mendel féle printerekhez pl. már kapható is megfelelő fűtőbetét, de ezek nekem még nem kiforrottak. A modderek egy része arra esküszik, hogy a fűtőbetétet üveglap alá kell pakolni, míg másik részük arra, hogy egy teljesen sík 6 mm-es vastagságú alumínium lemez a jó megoldás, lévén az sokkal jobb hővezető (nota bene: a heated bed platformról csak a platform kihűlése után távolítható el a kész objektum, mí az akril asztalnál azonnal szedheted le a cuccot).

Már a tárgyasztal egyenletessége is kemény dió, tekintve, hogy itt 0.05 mm eltérés is okozhat problémákat a nyomtatásnál. Az üveg tárgyasztal tuningok sem akármilyen síküvegből készülnek, szinte mindenki boroszilikátot használ. Alumínium esetén pedig 6 mm vastagságú, 20x20 cm-es, teljesen sík lemezt beszerezni megint csak nem kis kihívás.

E mellé érkezik még a fűtőszál feszültséggel való ellátásának gondja is. Ha ugyanis gyengeárammal szeretnénk tolni a fűtőlemezt, akkor ahhoz minimum 300-400 Wattos, vaddisznó méretű PC-like tápra van szükség, ha viszont mindezt erősárammal oldanánk meg, azzal pedig beköltöztetjük a birkózógépet a nyomtatónkba, ami jól megölheti az ügyetlen tuningolót.

Summa summarum, nekem ez még nem kell, dolgozzanak csak még rajta a mérnökök.

Speedy Gonzales

Beszélnünk kellene még egy kicsit a sebesség kérdéséről is, de én ebben (is) nagyon amatőr vagyok még. Ha az olvasott emlékeim nem csalnak, akkor a Marlin firmware-ek valahol 160 mm/sec környékére limitálják a a fejmozgatás max. sebességét. Ezzel persze bárki szabadon játszhat annak érdekében, hogy gyorsítson a nyomtatási sebességen, sokat ártani nem tudunk, maximum nem lesz jó a print. Azt is figyelembe kell venni a fejmozgatási sebesség piszkálásakor, hogy a nyersanyag hőfoka, a rétegvastagság és a fej mozgási sebessége három, egymással összefüggő paraméter, így a másik kettőt is érdemes utánhúzni. Nekem egyelőre jó a default is.

Kalibráló nyomtatás

Miután átesünk egy-egy tuninglépésen, érdemes ellenőrizni, hogy a printerünk minden szempontból precízen teszi-e a dolgát. Erre találta ki 3dprinterbot az átlátszó kalibrációs piramist. Ezt letöltjük, kinyomtatjuk és ha nagyjából egy precíz objektumot kapunk, akkor már nagy gáz nem lehet:

holow-calibration-pyramid

Szégyen és gyalázat, de egy dologról nem beszéltem idáig, ez pedig az alapanyag kérdésköre. Márpedig az eFi 14 évesen a máig jó szagú RÖMPP vegyészeti lexikonát kérte karácsonyra, úgyhogy ideje lesz belevágnunk ebbe is. Stay tuned!

3D nyomtatás – a buktatók

Az embergyerek egyszercsak kitalálja, hogy ő 3D nyomtatásra adja a fejét. Túrja a netet számos éjjelen át, megnézi a sok, szebbnél szebb printet, látja az eszement sebességgel dolgozó nyomtató robotokat, majd úgy gondolja, hogy ez neki is azonnal ugyanúgy menni fog. Hát nem.

Kezdésnek tekintsük át a 3 dimenziós nyomtatás munkafolyamatát. Ehhez ellopjuk Florian Horsch blogjáról az általa készített remek összefoglaló ábrát:

Ultimaker 3D printing workflow - by techwall.net

Szóval nem csak úgy megy, hogy letöltök egy objektumot, aztán megnyomom a print gombot.

Szerezzünk modellt

Persze azonnal alkotni is lehet valami 3D tervező szoftverrel, de tegyük fel, hogy túl éhesek vagyunk és azonnal kellene valami nyomtatnivaló. Ez esetben menjünk el mondjuk a thingiverse.com-ra és töltsünk le egy szívünknek kedves ojjektumot, STL formátumban.

A modell előkészítése

Definiálnunk kell a célobjektum méretét, valamint azt is, hogy melyik irányban álljon nyomtatáskor az objektum a tárgyasztalon. Szükség lehet alapvető optimalizálási műveletek elvégzésére is, mint mondjuk a lyukas objektumok bezárása. Ráadásul nem minden tárgy nyomtatható az extruder eljárással - gondoljunk csak arra, hogy egy levegőben lógó részt hogyan alakítana ki a nyomtatófej, mihez ragasztaná a kilógó darab első rétegét? Nézzük csak meg ennek a kis mukinak a kezeit pl:

http://www.thingiverse.com/image:194195

Hanyatt fektetve még talán nyomtatható extruder eljárással, de így állva, támaszték nélkül biztosan nem.

Szeletelés

Ha az első fázison túl vagyunk és előállt egy hibamentes modell, amit nyomtatnánk, akkor jöhet a szeletelés (=slicing). Mivel a printerünk rétegeket nyomtat, ezért nekünk a modellünket ugyanígy rétegekre kell bontanunk:

3dprint-cura-gcode-view

Szerencsére ezt nem kézzel kell elvégeznünk, számos szoftver áll a rendelkezésünkre. Ultimakerék épp most fogták be a Cura nevű alkalmazás kreálóját, daid-et, hogy dolgozzon főállásban nekik. Daid igent mondott és ezek után nem sokkal meg is jelent a Cura 12.10-es verziója minden platformra (Cura volt már korábban is, csak a 12.10 az első kiadás, amióta daid az Ultimakernek robotol).
A Cura a modellezésen és a modell hibáinak javításán túl minden mást elvégez nekünk egyben.
Én próbálkoztam a ReplicatorG-vel szállított Skeinforge változatokkal és a Netfabb engine-nel is, de eddig a Cura viszi a pálmát. Egyszerű, mint egy faék és teszi a dolgát szépen, ráadásul a default beállításaival korrekt eredmény érhető el.

Summa summarum, kiválasztunk egy nekünk szimpatikus slicer alkalmazást, majd

  • beletöltjük az előbb már emlegetett STL formátumba kimentett objektumunkat (az STL a CAD/CAM rendszerek kedvenc közös 3D objektumformátuma)
  • elhelyezzük azt a tárgyasztalon
  • nyomtatáshoz optimális irányba forgatjuk
  • beállítjuk a méretét
  • ...majd definiáljuk még:
    • a rétegvastagságot
    • a falvastagságot
    • a kezdő és záró réteg vastagságát
    • az objektum belsejének kitöltöttségét
    • a nyomtatási sebességet
    • a nyomtatófej nyersanyagtól függő nyomtatási hőmérsékletét
    • a nyersanyag átmérőjét
    • a nyomtatás előtt opcionálisan húzandó "szoknya" vonalszámát és tárgytávolságát
    • a szintén opcionális támasztékot

...és már huss, kérhetjük is a szeletelést!
Azért nagyon nem kell megrettenni ettől, a legtöbb érték jó defaulttal szerepel a szeletelést végző alkalmazásokban, amik meg nem, azokra több-kevesebb kínlódással úgyis rájövünk.

A szeletelő program GCODE formátumot állít majd elő nekünk - aki látott már többször közelről CNC-t és izgult is rá, annak nem ismeretlen a mozaikszó, ez ugyanaz a leíró nyelv. Ha belegondolsz, 3 darab irányvektort kell közölni a nyomtatófejet, illetve a tárgytálcát mozgató 3 darab szervómotorral, valamint egy negyediket az nyomtatófej etetését végző extruder szervójával. Na ezt csinálja meg nekünk a slicer.

Végre nyomtatunk?

Ahhoz, hogy nyomtatni tudjunk, a nyomtató alkalmazásnak a gépünk USB portjára csimpaszkodó nyomtatóval kell tudnia beszélgetni. A beszélgetés kétirányú kell, hogy legyen, hiszen addig az eszközünk nem kaphat pl. nyomtatási parancsot, amíg az extruder fej hőfoka nem megfelelő. Gondolj csak bele, mi lesz abból, ha elkezdjük tolni az etető mechanizmussal a műanyag szálat a még hideg fejbe!

A beszélgetéshez a nyomtató agyába is kell egy protokoll. Az Ultimaker agya per pillanat egy Arduino Mega 2560. Az agyban levő firmware-t nálam Marlinnak hívják, de ebből is van jó sok féle, hogy kicsit tovább bonyolódjon a helyzet. Mindenesetre Curát választva a Cura szépen felpakolja a számára szimpatikus Marlin release-t, mi több, gondoskodik az esetleges frissítésekről is.

Tegyük fel ott tartunk, hogy megvan az objektumunk, az fel van szeletelve GCODE formátumban (vagy esetleg eleve GCODE formában kaptuk az objektumot), a nyomtató vezérlő alkalmazásunk megfelelően fel van paraméterezve, az elkészült GCODE pedig 100%-ig kompatibilis a nyomtatónk agyában levő protokoll handlerrel. Most már csak ott tartunk, hogy megnyomjuk a printet és kijön a modell élőben, ugye? Nem.

Ellenőrizzük a printert

A printer ellenőrzése az a szelet, amit viszonylag kevés helyen olvastam, pedig van annyira fontos, mint az összes előző fázis együttvéve. Nézzünk egy listát, hogy miket kell nyomtatás előtt megvizsgálnunk:

Tárgyasztal szintbe állítása

A tárgyasztalunknak és a nyomtatófejünknek tizedmilliméter precizitással kell egymáshoz illeszkednie. Ez nem feltétlenül azt jelenti, hogy a tárgyasztalnak vízszintesnek kell lennie, mivel az korántsem biztos, hogy a nyomtatófejünk teljesen vízszintes síkon szánkázik.
Az Ultimaker tárgyasztalát 4 csavar tartja, az asztal rugós lábakon áll. A csavarok tekerésével szabályozható az asztal 4 pontjának magassága. A tárgyasztalt nulla magasságba állítod, a nyomtatófejet kihúzod az egyik sarokba, majd a fej és az asztal közé betolsz egy vékony kartonlapot (én 0.2 mm-est használok). Addig állítasz a legközelebbi csavaron, amíg a kartonlap épphogy kicsit karcolva hagyja csak el az asztal és a fej közti rést. Ezután fej a következő sarokba és ismételsz, míg így mind a négy sarkot be nem lövöd.

Feeder (=etető) ellenőrzése

Nyomtatás előtt kiveszed a feeder mechanizmus rovátkolt továbbító tengelyét és lepucolod róla a dzsuvát. Ugyanígy teszel a feeder tengelyének kimart lyukkal is. Ha ezt elmulasztod, majd akkor fogod bánni, ha egy hosszú nyomtatás közepén a feeder nem egyenletesen továbbítja az alapanyagot és a nyomtatott objektumon egyfajta "szőrös" felület jelenik meg az anyaghiány következményeként:

3dprint-fail-fur

Tárgyasztal zsírtalanítás

Tiszta szesz vagy aceton (=1-3 dimetil keton, amit körömlakk lemosó néven kapsz, az nem biztos, hogy jó, próbáld ki egy kis darabon, hogy nem mar-e) egy papírzsebkendőre, azzal picit áttörlöd a tárgyasztalt és kész. Ha az asztal túl zsíros, nem fog kellően odaragadni az első (és egyben legfontosabb) réteg, és már buktuk is a printet.
Az is megoldás, ha minden nyomtatás előtt cseréled a tárgyasztalra ragaszotott védőréteget - apropó védőréteg!
Ultimakerék a 3M Scotch Blue tape-et ajánlják ehhez, nekem azonban három problémám is akadt vele. Először is baromi macerás a vékony csíkokat mindig újraragasztani (=9 csík fedi le a tárgyasztalt, ha jól emlékszem), azután se otthon, se itt Krakkóban nem találtam forgalmazót, végül pedig szemérmetlenül drága (=9 EUR egy tekercs).
Nem keveset kísérleteztem, sasoltam a barkácsboltokat, míg végül arra jutottam, hogy a festők által az ablakszélek védelmére használt 50 mm széles ragszalag tökéletes ugyanerre a célra, kapható bárhol és a blue tape-hez képest filléres tétel:

3dprint-blue-tape-replacement

Hurrá, nyomtatunk!

Ha mindez kész, mehet a print. Nem mondom, hogy tuti biztos azonnal szuper lesz, de már valamit dob majd a gép:

3dprint-fury-gopro-skeleton

Az első nyomtatási eredményeken nem kell elkeseredni. Számos apró tuning létezik arra, hogy az Ultimakerünkből ettől sokkal jobbat, sokkal szebbet, sokkal precízebbet hozzunk ki - de ez már egy új post témája lesz. Stay tuned!