3D nyomtatás: RepRap Industrial

Simon és Jonas Kühling két tesó, mechantronikai mérnöknek tanultak. 2012-ben gondolták úgy, hogy építenek egy nagy precízitású, akár ipari eszközként is használható RepRap 3D printert - ez lett a RepRap Industrial, ami azóta már az 1.1.0 változatban rendelhető tőlük, nem kevesebb, mint 6533.10 EUR-ért, melyben a majd 50 kg-os printer szállítási költsége még nincs benne.

Mivel a srácok a nyílt forrású RepRap printereket vették alapul és így készítettek kereskedelmi terméket, így az azokra vonatkozó GNU GPL licenc értelmében nyilvánosan elérhetően dokumentálniuk kell az egészet. Ennek messzemenőleg eleget is tesznek:

  • A github-ról bárki leszedheti a printer megépítéséhez szükséges összes file-t, a 3D nyomtatható STL komponensektől kezdve az azokat leíró OpenSCAD scripteken át a nyomtató házának és a tárgyasztal szilikon fűtőelemének kivágósablonját definiáló DXF file-okig.
  • Mivel a modellek GCODE-dá konvertálásához a szintén nyílt forrású Slic3r-t használják, így szintén a github-on publikálták a printerükkel kompatibilis Slic3r profilokat is.
  • Ezen felül a saját website-jukon tették letölthetővé a nyomtató üzemeltetéséhez írt minden egyéb dokumentációt.

Egyetlen dolog van, amire nem tudok magyarázatot, az pedig az, hogy vajon miért használnak T5 vezérműszíjat az ezzel szemben kifejezetten kétirányú lineáris mozgatásra tervezett GT2-es bordás szíjjal szemben. Számos helyen olvastam már arról, hogy a T5-ös szíjhajtásnál előfordulhat backlash, bár az is igaz, hogy míg a RepRap világ szinte kivétel nélkül 20 fogas GT2 alumínium csigákat használ a szíjak hajtására, addig a Kühling fiúk maguk gyártják ABS-ből a csigáikat.
A csigákat definiáló OpenSCAD file headerében ez a comment szerepel:

Derivative of:
	Parametric Pulley with multiple belt profiles
	by droftarts January 2012
	http://www.thingiverse.com/thing:16627

	Based on pulleys by:
		http://www.thingiverse.com/thing:11256 by droftarts
		https://github.com/prusajr/PrusaMendel by Josef Prusa
		http://www.thingiverse.com/thing:3104 by GilesBathgate
		http://www.thingiverse.com/thing:2079 by nophead

	dxf tooth data from http://oem.cadregister.com/asp/PPOW_Entry.asp?company=915217&elementID=07807803/METRIC/URETH/WV0025/F
	pulley diameter checked and modelled from data at http://www.sdp-si.com/D265/HTML/D265T016.html

Summa summarum, a forrásba beleolvasva az embernek tátva marad a szája a német precízitás láttán és elhiszi a két fiatal mérnöknek, hogy pontosan tudják, mit csinálnak.

Mielőtt a TLDR effekt miatt elhúznál innen, gyorsan beágyazok egy videót a poszt tárgyát képező printerről működés közben, hogy az meghozza a továbbolvasási kedved:

Mindezek után nézzünk meg még néhány tulajdonságot, ami ezt a monstrumot igazán kiemeli a ma már óriási 3D printer mezőnyből:

  • A "H" alakú XY mozgatás szerintem a legstrapabíróbb és egyben a legprecízebb. A brutális tengelyek jól terhelhetőek, simán elbírják a két direkt extrudert (és bőven elbírnának egy proximity szenzort is).
  • Mindhárom irány végállásának detektálásához mágneses hall effect sensort használnak mechanikus endstop helyett, ami sokkal megbízhatóbb (=nem kopik el soha az életben).
  • Egy mechanikus mikrokapcsolóval detektálják az elfogyó nyersanyagot, a szoftver automatán paused módba állítja a nyomtatást és filament csere után megy tovább az egész.
  • Direct feed van, ami ismét nagy piros pont, ráadásul két hotendből, ami akár ugyanolyan anyaggal, de különböző átmérőjű fejekkel dolgozhat (=egy kis átmérő a külső héjnak, egy nagyobb térfogatáramú gyors az infillnek), vagy akár különbözőkkel is, ha esetleg több színnel kellene nyomtatni, vagy mondjuk vízoldható PVA-ból építtetnénk a supportot.
  • A félautomata print bed leveling megoldás fantasztikus: csináltattak egy custom alakú szilikon fűtőelemet, amin 3 lyuk van ott, ahol a print bedet alátámasztják (BTW a 3 pontos alátámasztásuk a build volume _belsejében_ van). A 3 rugós támasztékot csak lenyomatják a hotenddel, majd rögzítik 3 csavarral és máris abszolút pontosan van szintbe kalibrálva a tárgyasztal (persze ehhez a vezérlő szoftver tudja, hogy a print 0.1 mm-ről indul, de ez a legkisebb probléma). Ez egyszerűen annyira állat, hogy meg is kell néznünk:

  • Teljesen egyedi az övfeszítő mechanika is, amit eszköz nélkül lehet hangolni. A brutális németjei még azt is specifikálják a doksijukban, hogy 220 Hz-es hangot ad az optimálisra feszített bordás szíj és javasolják, hogy gitárhangoló hardverrel vagy esetleg erre írt mobil szoftverrel ellenőrizd :) Ez is zseniális:

  • Hűteni és fűteni is tudják a kamrát, ráadásul a 70 fokos állandóan keringtetett levegővel elérik, hogy egyrészt semennyi warping nem lesz, másrészt nem kell nekik a hotend mellé ventillátor, mert a belső jelentős légáram megoldja ezt a feladatot (hogy én mennyire utálom a fej melletti kis rohadék 40 mm-es sikító ventillátorokat!).
  • Tárgyasztalnak karbonszál erősítésű polieterimid (PEI) lapot használnak, ami 170 ℃-ig garantáltan hőálló (=216 ℃ a glass transition temp., ebből építik a repülők falát is) és valamennyire rugalmas is, így print után lehűlve egy picit meghajlítva azonnal leugrik róla a modell - tapasztalatból mondom, ez önmagában hihetetlen nagy dolog! Mikor elkezdesz 3D nyomtatni, akkor sokáig azzal küzdesz, hogy az ABS nem tapad rendesen - amikor meg eléred, hogy tapadjon, akkor azzal fogsz szenvedni, hogy egy darabban műtsd le a tárgyasztalról.
  • Az egész tárgyasztal egy roppant érdekes szendvics: egy fogalmam nincs miből készült fekete hőszigetelőhab után jön az alu szendvicslap (valami kompozit műanyag lehet ebben), azon megint a fekete hőszigetelő hab, arra a szilikon fűtőelem (gondolom 24 V-os, hogy kellően gyors legyen), azon egy üveglap és minderre a PEI plate. Az összes hő felfele megy az üveglap felé. Gondolom az üveg csak a sík felület miatt kell és azért, mert sem a szilikon, sem a PEI plate nem elég egyenletesen sima és merev.
  • Baromi tágas, jól belátható és legfőképp kényelmesen szerelhető az egész. Minden kábel csatornákban a helyén, az utolsó szegletéig minden szuperprecíz. A 10 collos touch screen, az ARM architektúra már csak mind-mind hab a tortán - a két német srác nagyon nagyon magasra tette a lécet.

Temperált nyomtatótérrel forgalomba hozni a printert meglehetősen bátor dolog volt. A Stratasys nevű gyártóóriás birtokolja a 3D nyomtatás hőkamra szabadalmát 2020-ig - ha egyszer ezek a srácok az útjukba kerülnek, csúnya jogi következménye lehet a dolognak. Drukkolok nekik, hogy ez sose következzen be.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *