3D-печать в каждый дом!

[Amed]

Всем привет

В прошлом году у меня поселился новый девайс - аналог Ultimaker 2 Extended.


За несколько месяцев я получил небольшой опыт работы с ним, и с удовольствием поделюсь фотоотчетом о его использовании.

Прошу выражать интерес через опрос.

Амед.

[The trick]

Приобрел бюджетный китайский Prusa I3 в основном для отца - он у меня радиолюбитель.

[ger_kar]

Приобрел бюджетный китайский Prusa I3 в основном для отца - он у меня радиолюбитель.

И каким образом он может использоваться радиолюбителями? И сколько такой бюджетный агрегат стоит?

[The trick]

И каким образом он может использоваться радиолюбителями? И сколько такой бюджетный агрегат стоит?

Корпуса, крепления различные, детали механические, шестеренки да вообще что угодно.
Покупал за 13 000 руб на али + несколько катушек пластика ABS и PLA отдельно на 5000 руб. Модели делаю в 3D Max'е, т.к. еще с детства начал его изучать.

MKhXDjV5xLA.jpg (23.61 Кб) Просмотров: 3081

[ger_kar]

Корпуса, крепления различные, детали механические, шестеренки да вообще что угодно.

И насколько они крепкими получаются? Крепость сопоставима с изделиями из обычной пластмассы? Например если сделать на таком принтере шестерню на редуктор электоромясорубки, то будет она работать как оригинальная, или развалится от нагрузки?

Покупал за 13 000 руб на али + несколько катушек пластика ABS и PLA отдельно на 5000 руб.

Ну цена конечно супер, фактически как хороший обычный принтер стоит.

Модели делаю в 3D Max'е, т.к. еще с детства начал его изучать.

А чем то еще можно делать модели? И как это работает? просто берешь и тупо отправляешь на печать, как на обычный принтер?

[The trick]

И насколько они крепкими получаются? Крепость сопоставима с изделиями из обычной пластмассы? Например если сделать на таком принтере шестерню на редуктор электоромясорубки, то будет она работать как оригинальная, или развалится от нагрузки?

Ну довольно-таки крепкие, насчет шестерни для электромясорубки не знаю даже не сталкивался с ней. Это зависит от пластика, к примеру ABS более мягкий, а PLA он тверже, но он имеет тоже недостатки, например диапазон температур. Но PLA мне больше нравится. Второй момент - заполнение, к примеру при 100% заполнении получается полностью монолитная деталь, т.е. тоже самое если бы она была отлита, скорее всего прочность будет такая же. Есть такая проблема - расслоение, но я не сталкивался с ней.

Ну цена конечно супер, фактически как хороший обычный принтер стоит.

Да, цена супер - поэтому и взял. Пришел быстро, сборка заняла пару дней.

А чем то еще можно делать модели? И как это работает? просто берешь и тупо отправляешь на печать, как на обычный принтер?

Есть специальные программы насколько мне известно, там моделируется именно объем, т.е. можно внутри задать параметры тот же коэффициент заполнения и т.п. Точно не знаю, не работал с ними никогда. В 3D Max'е просто создаю модель, экспортирую в OBJ, а потом открываю в слайсере он сам на слои разделяет. Там задаю параметры печати и отправляю на печать. Можно сохранить в файл и потом уже с флешки печатать.

[Хакер]

А чем то еще можно делать модели? И как это работает? просто берешь и тупо отправляешь на печать, как на обычный принтер?

Если детали технического плана, а не художественного, то лучше, конечно, использовать CAD-ы твердотельного проектирования. Компас, SolidWorks и тому подобное. Там заодно и МЦХ посчитать и рассчёты на прочность можно сделать можно, спроектировать сразу сборочную единицу со всеми деталями, проверить, не мешает ли одна деталь в составе сборки какой-нибудь другой детали.

Кроме того, к настоящему времени существуют сайты с очень большими базами «OpenSource» моделей и целых сборочных единиц. Бери да качай целый проект какого-нибудь изделия. Печатай все детали и собирай по инструкции.

_______________

Что касается архитектуры всего процесса, то нет, не «просто бери и отправляй на печать». Подавляющее большинство 3D-принтеров сами по себе являются бездумными исполнителями. Они понятия не имеют, что они делают, они не делают внутри никаких 3D-расчётов по модели, по её геометрии и саму модель вообще не обрабатывают.

Вместо этого им на вход подаётся последовательность команд (т.е. программа), которые те должны выполнить шаг за шагом. Как правило (т.е. в подавляющем большинстве случаев) эта программа идёт в виде программы на языке G-кодов. Это язык, которому уже 60 лет, который во всём мире используется для управления всеми видами ЧПУ станков, какие только бывают (токарные, фрезерные, обрабатывающие центры, портальные фрезеры, граверы, резаки). И, кстати, даже в области фабричного производства печатных плат общепринятым стандартным форматом для предоставления проекта платы на фабрику являетя формат Gerber — комплект файлов, где каждый файл описывает определённый слой платы (например слой медных проводников, шелкографию или рисунок паяльной маски или контур фрезерования — всё кроме файла сверловки), а внутри по сути состоит из тех же G-кодов. Раньше плёночные фотошаблоны для проявки травильной/паяльной масок делались на фотоплоттере, который управляясь теми же G-кодами перемещал плёнку и менял апературы (отверстия, через которые засвечивается плёнка). Сейчас фотоплоттеры не применяются, но формат закрепился.

Так вот программа в G-кодах по сути состоит из последовательности инструкций, каждая из которых заставляет ЧПУ-станок выполнить подачу инструмента по таким-то осям на такую-то величину, включить или выключить шпиндель, задать скорость его вращения, поменять инструмент, перейти в во временную локальную систему координат, выполнить перемещение по криволинейной траектории.

Подчеркну, что ЧПУ-станок именно что бездумно выполняет эти команды. Он не отдаёт себе отчёт о том, что он делает и какие будут последствия, и может запросто со всей дури на большой скорости заехать фрезой или резцом на заготовку, что почти всегда приводит к тому, что инструмент ломается, заготовка портится, а иногда и сам станок получает вред.

Вот как это бывает: https://www.youtube.com/watch?v=hTtKrQttnoE
Бьют по голове после таких случаев программистов/наладчиков, причастных к кривой ЧПУ-программе.

Так вот: создатели 3D-принтеров не стали изобретать велосипед, и в большинстве случаев 3D-принтер работает так же, как портальный фрезер, с той лишь разницей, что вместо фрезы у него головка, выталкивающая расплавленный пластик. И точно также принтер понятия не имеет, что делает, и при неправильной/ошибочной программе может своей печатающей головкой разнести то, что он только что напечатал.

На вход подаётся не 3D-модель, не объёмная геометрия, а программа на G-коде.

Между программой моделирования и принтером в таком случае будет неотъемлемый компонент — программа-сплайсер. Сплайсер буквально делает сплайсы (англ. splice — срез), то есть на вход принимает 3D-модель, делит её на слои, делает обработку этих слоёв и формирует G-коды.

Конечно, разбиение на слои можно сделать множеством разных способов, поэтому и сплайсеров существует много, есть бесплатные, есть проприетарные. Отличаются они алгоритмами, набором распознаваемых входных форматов 3D-моделей.

Для экономии пластика (но не только для этого!), как правило, при печати внутреннее пространство модели заполняется не целиком: вместо этого используется сетчато-решётчатая структура. Толщина основной стенки, толщина стенки сетчатой структуры, шаг этой сетки и другие параметры — всё это настройки сплайсера. По какой именно траектории будет двигаться печатающая головка — всё зависит от алгоритма сплайсера.

Точность печати зависит от толщины используемой нити и диаметра сопла печатающей головки. От соотношения этих параметров зависит и скорость подачи нити в экструдер, и, в конечном счёте, толщина слоя. Всё это вводится в сплайсер как входные параметры и корректирующие коэффициенты.

Так что по сути модель можно спроектировать в чём угодно. Главное, чтобы сплайсер съел модель этого формата и перевёл это в задание, которое сможет уже съесть и исполнить принтер. Сплайсеры, как правило, на вход принимают модели в формате STL.

_________

С пластиками всегда существует такая проблема, как усадка. При остывании геометрия модели может исказиться. Для зубчатых колёс это критично. Один из способов уменьшить усадочные явления — это вместо сплошного заполнения «нутра» детали использовать сетчатое. Но при таком способе уменьшатся жесткость и прочность детали.

По моим наблюдениям высоконагруженные пластиковые шестерни делают из стеклонаполненного полиамида-66. Не уверен, что экструзионные принтеры умеют печатать этим материалом.

[The trick]

С пластиками всегда существует такая проблема, как усадка.

Да это первое с чем сталкиваются почти все кто приобрел 3D принтер. Однако на собственном опыте это характерно только для ABS пластика, с PLA такого вообще не наблюдается. Для избежания деформации ABS пластика столик подогревают где-то до 110 градусов, я также смачиваю столик ABS-соком (смесь ABS пластика с ацетоном).

[ger_kar]

Спасибо за разъяснения. Все оказывается не так уж и просто.