Druk 3D

Mini projekt – od pomysłu do efektu oraz konkurs!

Druk 3D staje się coraz powszechniejszy w wielu dziedzinach – od prototypów zabawek poprzez protezy rąk po części promów kosmicznych. To nieustannie i dynamicznie rozwijająca się gałąź technologii. Materiały, drukarki, szybkość oraz skala druku – to wszystko idzie do przodu. Dziś na podstawie mojego małego projektu, mimo że nie jestem ekspertem, postaram się nieco przybliżyć temat.

View this post on Instagram

Jeden z pierwszych prototypów stworzonych z pomocą druku 3D. Ahh trzeba kiedyś odkopać to wszystko, poprawić i dokończyć. #druk3d #projekt #arduino #prototyp #todo #inzynierdomu

A post shared by Inzynier Domu (@inzynier.domu) on Jan 22, 2018 at 11:37am PST

Trzeba zacząć od pomysłu. Bez tego ani rusz. Warto zapytać ludzi, którzy tak bardzo chcą i potrzebują drukarki, o 5 rzeczy, które by wydrukowali. Może się to okazać niełatwym zdaniem. Kiedy druk 3D wchodził na rynek, wiele osób głosiło, że teraz już nic nie trzeba kupować. Mimo że standardowe drukarki atramentowe i laserowe są dostępne w sprzedaży od wielu lat, wciąż po książkę raczej udamy się do księgarni czy biblioteki; tak samo jest w przypadku druku 3D (;

Jak można się spodziewać, zdarza mi się nierzadko coś polutować. Po krytycznej ocenie mojego stanowiska lutowniczego, uznałem, że wymaga ono więcej uwagi. Brakowało mi czegoś do wciągania oparów, stojaczka na szpulkę cyny i jakiejś lampki. A najlepiej wszystkiego w jednym 😀

Zobacz też: Zwinny projekt – zwinne życie

Pomysł był, należało go przelać na projekt. W pierwszej fazie preferuję papier, jakiś pierworys ołówkiem. Następnie sprawdzam, co mam w domu i nanoszę to na szkic, np. w tym przypadku posiadałem już wentylator. Kiedy wersja wstępna jest gotowa i wiadomo, co chcemy wydrukować, elementy, do których trzeba dopasować te wydruki, należy zwymiarować – suwmiarka w dłoń!

Na tym etapie można już rysować w czymś poważniejszym niż szkicownik. Ja skorzystałem z oprogramowania SolidWorks. W ostatnim czasie miałem przyjemność uczestniczyć w warsztatach zorganizowanych przez firmę SolidExpert, na które zostałem zaproszony. Po dwóch dniach intensywnego szkolenia nabrałem wprawy w posługiwaniu się programem. Narysowanie brakujących elementów poszło nader sprawnie.

Zobacz też: Projekt a testy

Projekt dostępny jest na repozytorium tutaj. Społeczność korzystających z druku 3D wyraża pozytywnie nastawienie wobec opensource i chętnie dzieli się swoimi projektami. Na takich stronach, jak: thingivers czy cults3d możemy znaleźć masę gotowych modeli do ściągnięcia.

Zobacz też: Repozytoria i systemy kontroli

Ok, teraz możemy drukować. Prawie. Trzeba jeszcze zdecydować, jaki materiał zastosować i jak. Zacznę od technik.

Najbardziej popularną jest FDM (ang. Fused Deposition Modelling). Można się spotkać też z innymi określeniami – FFF, LPD. Chodzi o nakładanie materiału warstwa po warstwie. W tym projekcie skorzystałem właśnie z tego sposobu.

SLA – stereolitografia – tutaj wykorzystywana jest płynna żywica, którą następnie utwardza się przy użyciu lasera. Do podobnych technik należą DLP i DPP.

SLS (ang. Selective Laser Sintering) także w jakiś sposób wykazuje podobieństwo do SLA, ale w tym przypadku spiekany materiał jest w postaci proszku, a nie płynu.

Każda technika ma swoje plusy i minusy, ale zostawię to na inny wpis; trochę temat rzeka.

Jak można się domyślać, do każdej techniki użyjemy innej drukarki, a także tworzywa. Gama dostępnych materiałów cały czas się poszerza: beton, kolejne stopy metali itp. Skupię się jednak na najczęściej wykorzystywanych budulcach – filamentach (filamentem określamy tę żyłkę nawiniętą na szpulę) używanych przy druku FDM.

PLA – polilaktyd, poli(kwas mlekowy) – jest otrzymywany z naturalnych surowców i biodegradowalny. Jeden z dwóch najpopularniejszych materiałów. Druk przy jego użyciu jest stosunkowo prosty. Jedyne minusy to: ograniczona elastyczność oraz słaba odporność na wyższe temperatury.

ABS – kopolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy – jest bardziej wytrzymały i elastyczniejszy od PLA. Jednak w tym przypadku przy druku wymagane są wyższe temperatury. Drukarka powinna mieć podgrzewany stół oraz zabudowaną komorę w celu zapewnienia odpowiednich warunków oraz ograniczenia rozprzestrzeniania się szkodliwych oparów powstających przy druku.

PETG –  połączenie PET (materiału, z którego są butelki) oraz glicerolu – dość wytrzymały, elastyczny, ale trudny w klejeniu. Tutaj też trzeba pamiętać o szkodliwych oparach.

Nylon – tworzywo o dużej wytrzymałości wobec wysokich temperatur i ścierania; elastyczny i lekki. Warunki do druku podobne jak w przypadku PETG i ABS.

HIPS (ang. High Impact PoliStyrene) – polistyren wysokoudarowy – przez swoją właściwość rozpuszczania się w niektórych cieczach często jest używany przy podporach dla innych materiałów. Dość trudny w drukowaniu. Można się na niego natknąć przy drukach, które mają kontakt z żywnością.

Od techniki i materiału zależeć będzie wybór drukarki. Ta sama drukarka nie nada się do technologii FDM i SLA. Dodatkowo przy użyciu materiałów poza PLA najlepiej posiadać urządzenie z zamkniętą komorą i podgrzewanym stołem. Drukarka może być wyposażona w więcej niż jedną dyszę, np. kiedy będziemy drukować z HIPS i ABS do każdego materiału będzie osobna.

Ograniczenia stanowią dostępne rozmiary i dokładność druku. Te parametry dyktują cenę drukarki. Dla początkujących jest jednak dobra wiadomość – sprzęt do PLA można nabyć już za kilkaset złotych. Będzie przy tym trochę majsterkowania, ale to też kwestia dodatkowej zabawy (;

Ja korzystam z PLA i drukarki Gate opartej o płytkę Unique One.

W tym projekcie miałem do dyspozycji filament do Print-me.pl. Bardzo polecam (; Świetna współpraca, a wydruki bardzo wytrzymałe. Co do kolorów, ja postawiłem na Polar White i Dark Blue.

Gotowy projekt przed drukiem należy jeszcze wrzucić do tak zwanego slicera. W moim przypadku cura(link), który przerabia format STL na g-code, czyli listę komend zrozumiałych dla drukarki 3D. Trzeba także poustawiać podpory i brimy. Niestety, nie da się drukować w powietrzu. Obiekt musi być pod tym względem przemyślany. Niektórych przedmiotów nie da się wydrukować w jednym kawałku, np. szkieletu pustego w środku.

Optymalne ustawienie drukarki też jest dość wymagające. Temperatura i szybkość ruchów muszę być odpowiednio dobrane. To trochę zajmuje i każdy przejdzie zapewne przez wiele nieudanych prób. Sam jeszcze wiele odkrywam i wciąż daleko mi do specjalisty. Na szczęście można liczyć na społeczność. Jest wiele miejsc, w których znajdziemy opis, co z naszymi ustawieniami może być nie tak.

Kiedy wszystko dopięte jest na ostatni guzik, można wysyłać g-code do drukarki. Ja w tym celu łączę się z programem Repetier Host.

Ten projekt drukował się 3 godziny, nie licząc nie udanych prób (; Najważniejsze jednak, że zadanie udało się zrealizować.

Teraz pora na konkurs!

Pokażcie swoje projekty do wydrukowania i/lub wydruki. Pod tym wpisem lub postem na facebooku zostawiajcie zdjęcia wraz z opisami. Najlepszy, wybrany przeze mnie, otrzyma nagrody:

– voucher od SolidExpert na dwudniowe szkolenie z SolidWorksa (takie jak to, w którym brałem udział, polecam!),

– próbki filamentu od Print-me oraz bon o wartości 100 zł na zakupy w Print-me.

Oceniane będą: kreatywność, użyteczność oraz wkład pracy. Na projekty czekam do 17.09.2018. Regulamin dostępny tutaj.

Jeśli artykuł w jakiś sposób Tobie pomógł , możesz wpierać blog, aby nowych materiałów przybywało więcej. Zapraszam TUTAJ.