Wstęp
Jest to ostatnia z zaplanowanych III części tego artykułu. Tym razem opisuję modyfikacje jakie wprowadziłem do swojej drukarki, pokazuję zdjęcia po przeróbkach, omawiam użyte oprogramowanie oraz przedstawiam pomysł na kolejną drukarkę którą bym chętnie zbudował w przyszłości.
Miłej lektury : ).
Środki zaradcze, Prusa i3 – własne modyfikacje
Po wyciągnięciu wniosków z pierwszych wydruków oraz uszkodzeń, postanowiłem zebrać wszystkie rozwiązania razem i wprowadzić je podczas jednej dużej akcji naprawczej.
Wymienione/zmienione zostały:
- Zestaw grzałki z dyszą wymieniony na fabrycznie skręcony razem (nie cieknie nigdy)
- Został zbudowany stojak na szpulę z filamentem oraz zamontowano ekstruder bezpośrednio na stojaku – zmniejszając w ten sposób masę głowicy drukującej. Od teraz filament jest podawany poprzez rurkę teflonową, a głowica składa się jedynie z zespołu grzałki z dyszą.
- Wydłużono wszystkie przewody oraz zbudowano obudowę na płytkę sterującą drukarką. Od teraz płytkę chłodzi wydajny, duży wentylator komputerowy.
- Dodano wentylator z radiatorem do każdego silnika osi.
- Wgrano najnowszą wersję Marlin’a co usprawniło pracę z kartą SD i zmniejszyło ryzyko zacięcia sterownika.
Miejsca gdzie były zworki, zalutowano na stałe dzięki czemu problemy zmiany ustawień w czasie pracy zostały rozwiązane.
Widok drukarki po pracach przedstawia zdjęcie po prawej.
Mimo poprawy działania, bałagan wokół drukarki zwiększył się jeszcze bardziej, jednak tym razem nie powoduje on dodatkowych utrudnień w pracy.
Propozycje oraz spostrzeżenia na temat dalszego rozwoju znajdują się na końcu artykułu.
Zdjęcia detali przebudowy znajdują się w następnym podrozdziale.
Detale przebudowy
Po przeróbkach urządzenie działało znacznie stabilniej i szybciej (lżejsza głowica umożliwia znacznie szybsze jej przesuwanie się na szynach, bez zwiększania mocy silnika – wcześniej ekstruder był zamocowany razem z głowicą na szynie osi X). Dzięki temu nabrałem zaufania do jej pracy i postanowiłem wykonać na niej elementy konstrukcyjne do frezarki CNC, którą opiszę w innym artykule.
Oprogramowanie i źródła internetowe
Oprogramowanie drukarki składa się z:
- Oprogramowania sterownika: Marlin
- Slicera ( i jednocześnie generatora G-codu drukarki – języka maszyny): Slic3r
- Dowolnego edytora grafiki 3D zdolnego do zapisu w formacie STL (format czytany przez Slic3r). Takim oprogramowaniem może być dowolny program CAD jak np OpenSCAD, albo AutoCAD, Catia, Inventor, Google SketchUp, Blender itp. Każdy z tych programów ma swoje wady i zalety o czym innym razem. (pogrubione oprogramowanie, z którego korzystałem w I kolejności)
- Host software czyli programu sterujacego drukarką z poziomu komputera przez USB: Pronterface
Programy użyte przeze mnie są na licencji GNU GPL, w większości przypadków działały stabilnie i bez zarzutu. Mimo wszystko, zwłaszcza na Windowsie, zdarzały się przypadki zacięcia się całego systemu podczas pracy…
Poza wymienionym software’m potrzebujemy jeszcze środowiska Arduino aby zaprogramować sterownik drukarki (również dostępne za darmo). Nie potrzebujemy dodatkowego programatora – płytka Arduino ma już go na swoim pokładzie.
Moje zastosowania
Do nauki moim zdaniem najlepiej zacząć od drukowania niewielkich rzeczy. Zaraz po tym jak kostki kalibracyjne zaczną po wydruku spełniać nasze oczekiwania, możemy przejść do bardziej skomplikowanych, lecz wciąż niewielkich elementów. Duże elementy to duże ryzyko utraty znacznej ilości filamentu, którego rolka ok 1kg zaczyna się już od ok 40zł, (PLA) dlatego warto odłożyć większe wydruki na czasy, w których będziemy dobrze obeznani z naszą drukarką oraz poznamy zasady projektowania druku.
Stojak na filament
Idąc tym tropem zaraz po kalibracji wykonałem nogi od stojaka do filamentu. Prawdę mówiąc, można było je łatwo wykonać z drewna wiercąc w nim otwory na krzyż pod kątem prostym, jednak na potrzeby nauki to świetny element, który za pierwszym razem… nie wyszedł :D. Drukarka sterowana przez Pronterface pod Windowsem zatrzymała się po ok 3h z 4h wymaganych do całkowitego ukończenia (zawiesił się system…). Efekt przedstawia poniższe zdjęcie:
Na drugi taki element zwyczajnie brakło filamentu. W tym momencie ujawnił się kolejny problem związany z drukiem. Przy wydrukach zawsze trzeba mieć nadmiar filamentu, jego brak oznacza katastrofę. Jednak i tu Internet pomaga i problem łączenia końcówek filamentu został rozwiązany np na tym forum. Nie sprawdzałem tego rozwiązania, ale na pewno prędzej czy później stanę przed tym wyzwaniem.
Foremki na ciasteczka
Kolejnym wydrukiem na jaki się pokusiłem były szybko drukujące się foremki na ciasteczka. Ich czas druku to ok 30 min i wiele takich projektów jest dostępne w sieci. Można też takie zrobić samemu. A o to efekty, całkiem zadowalające (moim zdaniem):
Metalowy brelok
W ramach pracy z tym urządzeniem udało mi się również wykonać, przy pomocy zaprzyjaźnionej odlewni, metalowy brelok do kluczy.
Mostly Printed CNC
Niestety z braku funduszy, porzuciłem na tym etapie drukowanie drobnicy na korzyść frezarki CNC. Projekt jest dostępny w sieci pod nazwą Mostly Printed CNC, a jej autor zamieszcza osobny projekt na urządzenie z ramą opartą na rurach w systemie metrycznym oraz calowym (w tytule podana średnica zewnętrzna użytej rurki w mm). Niestety ja na to nie zwracałem uwagi i oczywiście wybrałem niewłaściwie. Mimo to udało się zbudować pracujący egzemplarz.
Zdjęcie z etapu druku części:
Cały wydruk zajął maszynie ok 50h ciągłej pracy, a największe elementy drukowały się po 12h. Było to spowodowane tym, że dla osiągnięcia wysokiej jakości (a więc i wytrzymałości) wydruku, konieczne jest drukowanie z małą prędkością – zwłaszcza się to tyczy maszyn takich jak moja – niskobudżetowych.
Propozycje dalszego rozwoju
Wyciągając wnioski z dotychczasowej pracy, w planie mam wybudowanie drukarki zamkniętej w układzie delta lub kartezjańskim (lecz takim w którym stół porusza się tylko po osi Z), z elementami metalowymi (odlewanymi) lub drewnianymi frezowanymi (elementy drukowane są zbyt giętkie dla maszyn drukujących z dużą prędkością i nie nadają się do pracy w podwyższonych temperaturach) oraz ze sterowaniem bezpośrednio od komputera z np systemem operacyjnym LinuxCNC. Uważam, że takie rozwiązania są szczególnie korzystne, ponieważ umożliwiają łatwe chłodzenie silników, ułatwiają utrzymanie stałej temperatury druku (zmienna temperatura to w dużym skrócie nieprzylegające lub wypaczone warstwy – a więc druk niskiej jakości), a sterowanie z komputera stacjonarnego oznacza wysoką stabilność systemu, która w dużej mierze uchroniłaby od tragicznych skutków zawieszania się. Całość zasilana ze wzmacniacza o odpowiednio dużym nadmiarze mocy (co najmniej nominalne 500W). Niestety takie rozwiązania nie są tanie (chociaż dla wielu to parametr względny) w związku z czym nie zamierzam wykonywać takiej drukarki w najbliższej przyszłości. Jeśli jednak cokolwiek się zmieni w tej dziedzinie na pewno napiszę o tym artykuł lub kilka.
Strony na które warto zajrzeć
Szczególnym przyjacielem każdego amatorskiego użytkownika drukarek okażą się oczywiście wyszukiwarki internetowe, jednak poza tak truistyczną radą proponuję zapoznać się z treściami stron:
http://www.thingiverse.com – strona z darmowymi modelami 3D udostępnianymi przez społeczność
https://pinshape.com/ – analogiczna strona jak thingiverse, z tym wyjątkiem, że obok darmowych modeli pozwala użytkownikom sprzedawać wybrane prace.
https://all3dp.com/1/free-stl-files-3d-printer-models-3d-print-files-stl-download/ – strona z listą stron oferujących darmowe modele do druku.
https://www.shapeways.com/creator/tools – strona z listą darmowego oprogramowania do tworzenia modeli 3D do druku.
https://www.sculpteo.com/en/tutorial/prepare-your-model-3d-printing-blender/ – strona o tym jak zacząć modelować w Blenderze.
http://centrumdruku3d.pl/kalibracja-stolu-drukarce/ – dobry poradnik na temat kalibracji drukarki 3D.
Podsumowanie
Druk 3D to bardzo obiecująca dziedzina techniki znacznie rozszerzająca możliwości nawet domorosłego użytkownika. Jedynymi ograniczeniami wytwarzanych modeli są właściwości zastosowanego filamentu, rozmiary przestrzeni roboczej oraz wyobraźnia użytkownika. Na drukarce 3D łatwo jest wytworzyć modele do dalszego odlewania w metalu (przy stratnym odlewaniu szczególnie pomocne okażą się filamenty woskowe, znikające z formy po wypaleniu) co przy użyciu prostych maszyn do obróbki metali (jak tokarki) znacznie, znacznie rozszerza jej możliwości.
Jest to ostatnia część artykułu. Jakie Wy macie doświadczenia z drukiem 3D? Piszcie w komentarzach.
