3D-печать в каждый дом! Часть 1.

[Amed]

Приветствую!
В первом посте остановлюсь на том, почему я выбрал такой принтер, который выбрал, и немного расскажу о впечатлениях после покупки и сборки.

Выбор принтера
После раздумий и поиска выбор пал на JennyPrinter 3 Dual Extruder (360mm).

Выбор этой модели основывался на том, что это проверенная конструкция, позволяющая добиться высокой точности печати при разумной сложности, а также при достаточно высокой популярности, что гарантирует лёгкость поиска запасных частей в случае поломки.
Рабочая зона – 260х260х360 мм (ДхШхВ), печатающую головку сразу выбрал с двумя экструдерами – для удобства раздельной работы с двумя разными пластиками и разными диаметрами сопла и на смутную перспективу печати "бипластиковых" деталей.
"Высокий" вариант был опять же выбран для удобства ежедневной работы и на перспективу.
Немаловажным фактором при выборе было то, что исходный код открыт, и можно вносить изменения в прошивку (после покупки был перепрошит на свежую версию Marlin, по-моему).
Заказывать решил кит для сборки, - счёл, что это безопаснее в доставке; одновременно, это на 15-20% дешевле. Доставили, на удивление, за три дня после оплаты.

IMG_1663.JPG (108.71 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1672.JPG (132.19 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1682.JPG (125.4 Кб) Просмотров: 8833

Качество исполнения
Небольшие сомнения в качестве точного прибора при заказе были, но, к счастью, все обошлось. Претензий к качеству основных узлов нет никаких.
Основа принтера – корпус из фигурных достаточно жёстких листов дибонда, соединённых в раму. Точность резки листов и крепёжных мест отличная, после сборки всё плотно держится вместе – а это непременное условие для высокого качества печати; если сама конструкция рамы вибрирует или деформируется от движений головки, качество падает критически.
Натяжители ремней с ремнями и печатающая головка пришли уже собранными, что сэкономило время при сборке. Все валы (4 гладких XY и вал червячной передачи Z-оси) пришли абсолютно ровными, с идеальным качеством поверхности и точными размерами.
Ремни – также, с идеально подходящими размерами. За несколько месяцев заметно не растянулись, натяжение то же самое, что и при сборке.
Печатающая головка поставлялась с 3 вентиляторами обдува (один на нагревательный элемент и 2 на два сопла – воздух гонится вентилятором через жестяной воздуховод в зону печати, чтобы печатаемый пластик быстрее застывал и принимал окончательную форму/положение).

IMG_1683.JPG (89.65 Кб) Просмотров: 8833

Проблемы, конечно, тоже есть. Ради справедливости, перечислю их, но отмечу, что считаю их все мелочами, не оказывающими влияния на печать.
• неправильная геометрия внутренних фальшпанелей, закрывающих проводку – пришлось просто не устанавливать
• неудобное расположение платы управления "под полом"
• неудобное расположение проводки к плате управления
• плата управления должна закрываться фальшпанелью, но та тоже не встаёт на своё место; не устанавливал
• неудачное крепление LED дисплея – шатается
• неплотное крепление кнопки-крутилки – немного шатается
• жестяной воздуховод в зону печати (от двух вентиляторов) в стоке согнут так, что вибрирует при печати; некоторых режимах входит в резонанс и издаёт ужасно неприятный скрежет

Сборка

IMG_1675.JPG (138.79 Кб) Просмотров: 8833

Вдвоём собрали механическую часть принтера по инструкции за 3 часа одного вечера. Проблем при сборке не было, за исключением того, что спутал оси X и Y (диаметр их одинаковый, а длина отличается на 10-15мм – это не давало срабатывать одному из концевых датчиков).
Хочу ещё раз отметить высокое качество изготовления важнейших частей – все они ровные и идеально подходящие.
Стекло стола – отдельное удовольствие! Закалённое, коричнево-дымчатого цвета, с нанесённой сеткой, миллиметровыми рисками и логотипом – мало того, что очень практично, так ещё и красивый вид имеет.
Электрическую часть собирал на следующий день один, управился за два часа; сразу же после сборки по картинкам всё заработало (за исключением упомянутой проблемы с перепутанными осями). В итоге в принтере установлено 5 новеньких шаговиков (четыре 42HS40 на X, Y, E1, E2, а пятый – привод вертикального перемещения – по-моему, чуть другой).
На второй или третий день проявилась странная проблема с печатью, которая оказалась в неплотно затянутой втулке под ремень на оси Х. После окончательной сборки подтягивать труднодоступные винты под шестигранник не так легко

IMG_1692.JPG (102.52 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1696.JPG (133.98 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1698.JPG (70.31 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1702.JPG (71.03 Кб) Просмотров: 8833

Качество печати (спойлер)
Восхитительное.
Фактически, по железу и софту это "Ultimaker 2 extended", с соответствующими характеристиками.
В комплекте шёл целый набор сопел от D0,25 до D0,8; вот некоторые примеры:

IMG_1709.JPG (68.49 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1887.JPG (75.79 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1889.JPG (63.4 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1892.JPG (70.95 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1896.JPG (73.8 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1955.JPG (64.75 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1960.JPG (52.62 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1961.JPG (56.69 Кб) Просмотров: 8833

IMG_1963.JPG (52.42 Кб) Просмотров: 8833

При минимуме необходимых настроек получается весьма достойный результат.

[ger_kar]

В голосовалке выбрал "характеристики получаемых деталей". Что вообще можно изготовить на таком принтере. Вот например на электромясорубке сломалась шестерня. Можно сделать на таком принтере аналогичную, чтобы она не развалилась. И насколько такой ремонт будет оправдан по затратам времени и финансов?
Во сколько обошлась покупка?

[Amed]

По поводу возможности ремонта.
Шестерня в электромясорубке - вероятно, высоконагруженная деталь? Думаю, что, к сожалению, большинство марок пластика для печати не выдержат нагрузки, и деталь сомнётся или сломается. Вероятно, есть и высокопрочные пластики для печати, но мне об этом ничего не известно.

По поводу оправданности.
Если принтер уже есть и активно используется - себестоимость печати будет приближаться к себестоимости пластика, т.е. к ~2 российским рублям (10 тенге, 4 центам) за грамм детали.
Заменить вышедшую из строя 10-граммовую деталь напечатанной за 40 центов - на мой взгляд, дёшево.
Впрочем, сюда нужно и прибавить время на изготовление модели - но это может быть выгоднее долгих поисков конкретной редкой детали.

Цены на принтеры этой серии можно посмотреть прямо у производителя:
https://ru.aliexpress.com/store/product ... 43917.html

[ger_kar]

Да, шестерня высоконагруженная деталь. И кроме качества самого пластика есть же еще и качество его спекания. Одно дело, когда расплавленный пластик залит в форму, и другое дело, когда по сути капля накладывается на каплю. Очевидно, что качество сцепления будет гораздо ниже и прочность соответственно тоже. Правильно?
А после печати надо головку снимать и прочищать?
Вот кстати видео нашел. Печать подобным принтером

[Amed]

Да, совершенно верно.

В частности, в последнее время у меня есть нерешённая проблема с настройками печати. Отдельные слои сплавляются с собой не очень хорошо, из-за чего внутри полнотелой детали образуются "струны", которые можно легко подцепить ногтем и разделить (конечно, это показывает вскрытие). Как результат - деталь непрочная.

После каждой печати прочищать головку не нужно; можно это делать при симптомах засора или просто регулярно после каждых... допустим, двадцати часов работы. Но я ни разу ещё не чистил, и пока показаний к чистке нет.

Да, видео именно об этой модели!

[ger_kar]

А расклад времени какой примерно будет. Путь будет опять та же шестерня диаметром 30 мм и шириной 10 мм.
Сколько времени уходит на создание модели, и можно ли создать сразу шестерню, чтобы она была точной копией сломанной. Я просто не очень представляю сам процесс. А то можно ведь сделать, а она (шестерня не подойдет).
И сколько времени займет печать. Я так понял, там тоже есть определенные настройки. Так вот может так получиться, что печать будет с браком и нужно будет пробовать печать с другими настройками? Или реально все за один раз сделать?

[Amed]

Оптимальная скорость печати в основном зависит от детали, от сопла и от требуемой точности. Например, реальна скорость в 1 куб.см. материала за 5 минут со средней точностью.
У шестерни, допустим, объем материала 5 куб.см. - за полчаса может изготовиться.

Брак, конечно возможен. Типов брака очень много, и почти все они портят деталь полностью. Например, вот:

Чем сложнее геометрия детали, тем в целом больше возможностей для брака, когда пластик будет выдавлен неправильно в тех местах, где он обязательно должен быть выдавлен идеально.

Сделать за один раз вполне можно, если есть понимание нужных в конкретном случае настроек - в следующих постах расскажу более подробно и про настройки и про брак.

[Amed]

Спасибо за вопрос о прочности!

Вот здесь человек делает нагрузочные испытания напечатанных шестерен с достаточно впечатляющим результатом.
https://www.youtube.com/watch?v=5xJGPS1BepE

[ger_kar]

Спасибо за ответы и разъяснения. Тема очень интересная. Буду ждать еще постов с продолжением.

[ger_kar]

Кстати интересно, а что будет, если таким принтером попробовать рисовать дорожки пластиком на фольгированном текстолите для изготовления плат?

[Proxy]

Кстати интересно, а что будет, если таким принтером попробовать рисовать дорожки пластиком на фольгированном текстолите для изготовления плат?

Травильную маску? В чём смысл, если есть методы лучше во всех отношениях...

[ger_kar]

Да травильную маску. Это может быть одним из видов применения подобного агрегата. А насчет других методов, которые якобы лучше в во всех отношениях, то вопрос спорный, пока не опробован метод использования 3D принтера. Из других методов я знаю три.
Первый ЛУТ - честно сказать метод так себе и может использоваться за неимением других альтернатив.
Второй метод это вырезание рисунка дорожек на пленке плоттером с последующим переносом на плату. Сам не применял, видел в интернете. В принципе метод ничего так, но требуется плоттер, да и возни многовато. Если заказывать плоттерную резку у рекламщиков, то цена будет вряд ли меньше печати 3D принтером.
Третий метод - фотопечать. Метод достаточно экзотический, ибо таких реактивов я например даже в руках не держал и их еще нужно постараться найти.
Есть еще и 4 метод, который я больше всего использовал, когда занимался радиолюбительством. Это ручное рисование дорожек на плате нитрокраской. Получается долго, да и видон тот еще. Дорожки получаются достаточно кривовато. А если их нужно делать тонкими и рисунок сложный, то это будет тот еще геммор.
Вполне возможно, что 3D принтерный способ вообще никуда не годится, а может и хорошо будет. Тут эксперимент нужен. Специально конечно для этого покупать принтер не стоит (плоттер дешевле будет).

[Proxy]

Первый ЛУТ - честно сказать метод так себе и может использоваться за неимением других альтернатив.

И в чём состоит "так себе"? В прямых руках метод работает отлично, под 32TQFP спокойно травятся площадки. Какие ещё интервалы и толщина дорожек могут потребоваться непрофессионалу? Правда уже ушёл и от утюга и от простецкого контейнера с хлорным железом, по-большей части для удобства, но принцип ЛУТ-а сохранился. Использую иногда.

Второй метод это вырезание рисунка дорожек на пленке плоттером с последующим переносом на плату.

Кошмарный метод. Уж лучше ЧПУ микрофрезер тогда, хотя тоже результат даёт плохой (однажды сам такой построил).

Третий метод - фотопечать.

Фотолитография? Метод широко применяется и радиолюбителями и при промышленном изготовлении печатных плат. Я бы сказал, что это вообще основной метод.

ибо таких реактивов я например даже в руках не держал и их еще нужно постараться найти

Аргумент так аргумент... 3D принтер конечно легче достать... Кто-то и простой ЛУТ кошмарит за то, что поленился пойти купить нормальных реактивов, намешал что-то там из лимонной кислоты, приутюжил на фольгу, не очищенную ацетоном и не матированную, сэкономил 100-200р, потом говорит, что метода плохая. Фоторезист плёночный тоже продаётся, стоит порядка 500р за погонный метр. Лампа 220В где-то так же (используется в каких-то устройствах для маникюра, поэтому тоже широко распространена сейчас).

Это ручное рисование дорожек на плате нитрокраской.

Лучше забыть про ручное рисование дорожек, тут добавить нечего. Вручную только фломастером для CD можно дорисовывать отслоившийся тонер при ЛУТе (по неопытности первые 2-3 платы обречены на такие дефекты, пока все тонкости не постигнуты).

Вполне возможно, что 3D принтерный способ вообще никуда не годится, а может и хорошо будет.

Хорошо не будет, это без эксперемента очевидно, исходя из требований к дорожкам и характеристик 3D принтеров.
Я бы советовал уйти либо к полностью автоматизированной литографии (я вот прицеливаюсь собрать такой станок, но всё времени не найду, нужен координатный станок и УФ-лазер маломощный для экспозиции), либо вообще к ЧПУ лазерному резаку (видел пару примеров в сети, но тоже есть нюансы).

А ещё важна шелкография и паяльная маска, но для штучных плат годных замен шелкографии я так и не встретил. Нанесение паяльной маски тоже с помощью фоторезиста распространено, но метод сложный. Вопросы травления дорожек как-то сразу на второй план отпадают, там любой метод при достаточной сноровке работает. Тут последнее время тоже прицеливаюсь собрать спец.принтер для паяльной маски и шелкографии, лучше выхода пока не вижу.

[Diamock]

Я бы советовал уйти либо к полностью автоматизированной литографии (я вот прицеливаюсь собрать такой станок, но всё времени не найду, нужен координатный станок и УФ-лазер маломощный для экспозиции), либо вообще к ЧПУ лазерному резаку (видел пару примеров в сети, но тоже есть нюансы).

Тут последнее время тоже прицеливаюсь собрать спец.принтер для паяльной маски и шелкографии, лучше выхода пока не вижу.

А можно об этом подробнее... Ну и в другой теме соответственно.

[Teranas]

бред как-то, тратить такие деньги, что бы 20 минут поиграться...

[Хакер]

бред как-то

Что бред?

[Teranas]

бред как-то

Что бред?

Покупать 3D принтер

[Хакер]

А может быть бред — придумывать про какие-то «20 минут»?

[Proxy]

А можно об этом подробнее...

Тут и рассказывать пока нечего. Суть одна: и фоторезист и однокомпонентная паяльная маска с УФ отверждением при воздействии УФ затвердевают. И чтобы свести к минимуму отходы и трудоёмкость вместо простой установки для экспонирования с маской можно использовать нечто вроде планарного принтера, только в качестве "инструмента" над заготовкой можно позиционировать лазерный диод по двум осям.
Притом с паяльной маской можно два разных метода попробовать: можно на контактные площадки нанести фоторезист, затем поверх маску и сгладить до высоты слоя фоторезиста ракелем (ну или валом/щетками в принтере, если консистенция раствора позволит). Остальное просто экспонировать мощной УФ лампой. Второй подход — это, собственно, светить на саму паяльную маску (долго, но если время не критично, то должно сгодиться). И это всё одно устройство. Вместо настоящей шелкографии можно первым методом наносить термостойкую эмаль и тоже "сушить" в УФ, после чего удалять фоторезист.

Насчёт плавления меди лазером: ну тут мощности совсем иных порядков (и сложная модель распределения температур). Суть: попробовать очистить поверхность от меди лазером. Медь, будучи в жидком состоянии, силой поверхностного натяжения притягивается к дорожкам. Но навскидку тут не выйдет получить большой зазор (возможно не просто большой, а вообще видимый, может и в два прохода идти не получится).

Пока это всё теория. Быть может ни один из этих методов вообще неработоспособен в бытовых условиях.

[Teranas]

А может быть бред — придумывать про какие-то «20 минут»?

Ну, расскажи, заумный ты наш, что плезного забацал ты с помощью 3D принтера?

[Хакер]

Ну, расскажи, заумный ты наш, что плезного забацал ты с помощью 3D принтера?

У меня его нет, но если бы был, работой бы я его загрузил до посинения.

[Viper]

Вообще вопрос прочности деталей изготовленных методом 3D печати очень серьезен. Особенно при печати металлических изделий. Очень большое количество факторов приходится учитывать. В результате плюсы таких деталей, заключающиеся в том, что деталь можно сделать оптимальной (бионической) формы нивелируются необходимостью завышать запасы прочности. В общем все очень неоднозначно.

[Proxy]

В результате плюсы таких деталей, заключающиеся в том, что деталь можно сделать оптимальной (бионической) формы нивелируются необходимостью завышать запасы прочности.

Ну есть ему масса применений и без требований к прочности: изготовление макетов, изготовление пресс-форм и отливок (где нужен прототип для создания пресс-формы), форм для изделий из композитных материалов (углеволокно, стекловолокно) и т.д. На ЧПУ фрезере что-то изготовить сейчас явно не дешевле и не быстрее.
А вот к тому, что 3D печатью сейчас изготавливают детали в авиации и прочие высоко нагруженные узлы, я отношусь скептически. Чаще всего, всё сводится к демонстрации возможностей или рекламе какого-то производителя "бытовых" устройств и не является обоснованным решением. Да, прочности хватает, да дорого и роскошно... нет, смысл отсутствует, т.к. более тривиальными технологиями вышло бы быстрее, лучше, надёжнее, с меньшим процентом брака и т.д. Ну за исключением каких-то сильно специфических случаев.

[Viper]

Ну есть ему масса применений и без требований к прочности: изготовление макетов, изготовление пресс-форм и отливок (где нужен прототип для создания пресс-формы), форм для изделий из композитных материалов (углеволокно, стекловолокно) и т.д. На ЧПУ фрезере что-то изготовить сейчас явно не дешевле и не быстрее.

С таким применением вопросов как раз нет.

А вот к тому, что 3D печатью сейчас изготавливают детали в авиации и прочие высоко нагруженные узлы, я отношусь скептически.

А вот тут то как раз и вылезают проблемы прочности. Причем эти технологии начали внедрять достаточно массово, а вот методики расчета прочности деталей изготавливаемых по такой технологии мягко говоря не отработаны.

[Proxy]

методики расчета прочности деталей изготавливаемых по такой технологии мягко говоря не отработаны

Ну это в бытовом сегменте. Если уже включились в работу ребята из Ansys, то вопрос по расчёту прочности скоро станет совсем не актуальным. Как только в их пакет войдёт слайсер.
Плюс Boeing тоже ребята не глупые, абы куда деньги спускать не станут. Тот же Титан очень дорог в инструментальной обработке (методом 3D печати ещё дороже, наверняка, но у них, по-видимому, в этой области есть основания для прощупывания почвы).