Masz pytania co do druku 3d? Pojawiła się doskonała darmowa e-publikacja wyczerpująco opisująca tą tematykę i odpowiadająca na większość wątpliwości. Gorąco ją polecam!

low_cost_3dPraca nazywa się Low-cost 3d printing for science, education & sustainable development. I mimo swojego naukowego rodowodu jest nader przystępna w odbiorze oraz pełna ilustrujących zagadnienia zdjęć i rysunków. Autorzy opisują między innymi:

  • wybór i zakup/zbudowanie drukarki,
  • praktyczne wskazówki jak drukować obiekty,
  • krótkie wprowadzenie do modelowania 3d,
  • materiały używane w druku,
  • drukarki 3d w edukacji i nauce,
  • druk 3d i zrównoważony rozwój.<

Słowem omawiany jest praktycznie cały kanon wiedzy w tej dziedzinie. Początkujący drukarze odnajdą w tej publikacji wiele praktycznych wskazówek, a wyjadacze będą mogli zgłębić wybrane tematy dzięki bogactwu rzetelnych odnośników i bibliografii.

Naprawdę warto się z tym tekstem zapoznać!

 

 

Spójrzcie na ten wazonik. Niby normalny wydruk, ale…

real3dprinting_preview_featured

… zaraz, zaraz – jak oni zrobili tą falującą wstęgę? Dodam, że drukowane to było na maszynie z jedną głowicą zmieniając jedynie kolor drutu (niemodyfikowany Ultimaker).

Okazuje się, że da się takie cudo zrobić za pomocą stworzonego przez Holendrów pluginu do popularnego slicera „Cura„. Ten kawałek kodu przerabia g-code tak, by dynamicznie zmieniała się tak wysokość warstwy, jak i pozycja osi Z w różnych punktach wydruku. Pojedyncza warstwa przestaje więc być płaszczyzną, a zaczyna być powierzchnią powyginaną zgodnie z życzeniem użytkownika.

Takie wyginanie ma swoje granice, np. trzeba uważać, żeby wydruk nie zderzył się z głowicą drukującą, która w końcu też ma swoją szerokość. Natomiast trudno odmówić temu podejściu pomysłowości i uroku.

I na pewno znajdzie się kilka kreatywnych, zapewne artystycznych, zastosowań dla „falującego Z”. A może i technicznie da się tego użyć, np. żeby minimalizować słabą odporność wydruków na rozwarstwienia.

Co dalej? Wychylne głowice o 5 stopniach swobody? :-)

 

Dla osób które nieco wnikliwiej obserwują rozwój elektroniki do klonów drukarek RepRap jasnym jest to, że od pewnego czasu ten ‚mózg’ maszyny działa według tego samego schematu. Płytki takie jak Gen6, Sanguinololu, Melzi a nawet Teensylu tak naprawdę są kolejnymi modyfikacjami i ulepszeniami projektów Gen3 lub RAMPS, i bazują na tym samym prostym założeniu – bierzemy sobie klon Arduino, dodajemy sloty na sterowniki silników, wejścia na dwa termistory, i dorzucamy mosfety do sterowania grzałkami lub wentylatorem. To wszystko z powodzeniem mogło się zmieścić na wyprowadzeniach z dość popularnego procesora ATMega644P produkowanego przez firmę Atmel. Większość z tych projektów wyciskała z niego wszystko – brakowało wolnych pinów do sterowania dodatkami, a także pamięci. 64K z pewnością nie jest w stanie wystarczyć każdemu (parafrazując słynne powiedzenie przypisywane Billowi Gatesowi :-)

Co wydarzyło się po Sanguinololu ? Kolejnym krokiem, bądź ‚kroczkiem’ było przeskoczenie na nowy procesor, AT90USB, który w zasadzie pomógł w trzech rzeczach : pozbyciu się chipu FT232R, emulującego port szeregowy przez USB (został zintegrowany), zwiększeniu ilości pamięci, oraz dołożeniu kilku nowych wyprowadzeń (‚pinów’ , których można użyć do sterowania). Ten procesor został użyty między innymi w Teensylu, Printrboard i Sunbeam.

Czy potrzeba nam więc jakichkolwiek innych ‚bajerów’ ? Są tacy, którzy uważali, że „Perfection is achieved, not when there is nothing more to add, but when there is nothing left to take away.”   (mam na myśli twórców elektroniki Repic  , bazującym na procesorze PIC18F4550). Nota bene – cytat od Antoine de Saint-Exupery. Niestety jak widać pomysł elektroniki w wersji ultra-oszczędnej nie wypalił, a dodatkowe cechy funkcjonalne i ‚rozbudowywalność’ jest dzisiaj poprostu koniecznością.

7759993256

Satysfakcja z dzisiejszych elektronik byłaby pełna i niezmącona jeszcze przez wiele lat, ale jak wiemy – lepsze jest wrogiem dobrego – i tutaj właśnie na scenie pojawia się zupełnie nowy gracz – SmoothieBoard. Elektronika zaprojektowana przez Artura Wolfa z firmy TrinityLabs dopiero wchodzi na rynek, ale już na odległość zapowiada spore zmiany. I nie chodzi mi tutaj tylko o większą ilość wyprowadzeń, zintegrowane drivery silników, zabezpieczenia itp. Najważniejszy jest skok w mocy obliczeniowej – a co za tym idzie dużo większe możliwości software’owe.

Dzięki uprzejmości Wulfnora miałem możliwość szybkiego przetestowania tego sprzętu (dla bardziej wnikliwych – dokładna analiza i porównanie do elektroniki 4Pi Klimenta jest tutaj), i nasunęły mi się poniższe wnioski :

- gwoździem programu jest tutaj procesor – głównie dlatego, że to już klasa ARM32 cortex M3, czyli już ‚prawie’ poziom telefonów komórkowych i smartphone’ów – a co za tym idzie możliwość obsługi dużych wyświetlaczy, interpretowania dużej ilości skomplikowanych instrukcji itp.

- dodatkowym mega-plusem jest komunikacja – wbudowana karta sieciowa 100MBit. Mimo tego, że są to cechy jeszcze niezaimplementowane w firmware, otwierają sprzęt na takie rzeczy jak drukowanie z przeglądarki www, lub z aplikacji na smartphone, drukowanie poprzez ‚drag&drop’ itp.

- otwarte dedykowane firmware – Smoothieware. To najmocniejsze uderzenie w tym ‚combo’, bo razem ze sprzętem otwiera ono drogę do totalnie holistycznego podejścia, i stworzenia jednego dużego pakietu programowego. Poprzez użycie obiektowego c++ i modularną strukturę ułatwia bardzo dodawanie nowych funkcjonalności i rozszerzeń (programiści i hobbyści-koderzy szykujcie się!)

- zmiany firmware’u, konfiguracji i rekalibracja maszyny to bajka – wystarczy załadować pliki na kartę SD i nacisnąć reset. Karta SD automatycznie instaluje się na komputerze jako zewnętrzny dysk USB, dostępny równolegle (nie przeszkadza w drukowaniu).

Co to wszystko oznacza ? Moim zdaniem rewolucję – nowe sposoby drukowania, innowacyjne algorytmy nakładania materiału,  monitorowanie wydruków, raportowanie w real-time – czyli prawdziwie inteligentne użytkowanie. Pamiętacie w początkach doby internetu wizje lodówek podłączonych do sieci, które same zamawiają brakujące produkty ? Nadchodzi czas na drukarki, które same kontaktują się z ebayem, żeby zamówić kończący się właśnie filament :-)

Póki Smoothie jest ciągle w fazie wczesnych testów, warto wspomnieć o bardzo podobnej elektronice – Sunbeam 2.0 zaprojektowanej przez Wulfnora – która poprzez użycie tego samego firmware prawdopodobnie umożliwi użytkownikom to samo co Smoothie (mam nadzieję, że takie nowe podejście stanie się mainstreamem). Trzymamy więc kciuki za rozwój Smoothieware i podobnych platform – i czekamy na kolejne testy !

 

 

Tytuł może się różnie kojarzyć, ale problem jest realny. Każdy kto próbował drukować elementy z (sub)milimetrową precyzją wie, że kiedy próbuje się spasować dwa elementy takie jak cylindry i tłoki czy drobne elementy mechaniczne często nie pasują one po wydrukowaniu tak jak na modelu.

W szczególności okrągłe otwory na wydrukach mają często średnice znacząco mniejsze niż na modelu 3d. Dotyczy to szczególnie otworów pionowych czyli prostopadłych do powierzchni stołu i takich, które mają średnice mniejsze niż 10-20mm. Do pewnego stopnia można to też zaobserwować dla otworów o niekolistym kształcie i w innych niż pionowa pozycjach. A to wszystko dzieje się mimo idealnej kalibracji hardware!

Poniżej pokrótce przedstawię czynniki jakie składają się na to zjawisko i przedstawię jak można próbować z nimi walczyć.

1) Liczba ścian wielokąta

Software modelujący tworzy okręgi jako wielokąty. Niektóre programy (np. Sketchup) działają tak, że te wielokąty są wpisane w okrąg o teoretycznie zadanej średnicy. A więc de facto średnica czegoś, co można włożyć w taki wielokąt jest mniejsza niż pierwotnego kręgu (bo to wyznacza średnica mniejszego koła wpisanego z kolei w wielokąt).

Im więcej boków wielokąta tym bardziej jest on zbliżony do idealnego koła i problem jest mniejszy. Widać to na poniższym wykresie:

źródło: http://hydraraptor.blogspot.com

Recepta: Należy robić wieloboki o możliwie dużej liczbie boków. Ale…

2) Upraszczanie w software tnącym

Gdy otwór jest niewielki, to drukarka dla wielu małych boków wielokąta musiałaby zrobić wiele bardzo krótkich (czasowo i przestrzennie) ruchów głowicą, z których każdy jest osobną komendą w gcode. Jest tylko dana ilość komend, którą drukarka może przyjąć/przetworzyć w ciągu sekundy. Software tnący wiedząc o tym zmniejsza ilość ruchów/komend na sekundę ścinając i upraszczając takie złożone łuki „skacząc” po kilka segmentów na raz. Również popularny firmware Marlin może to robic poprzez zazwyczaj „inteligentną” funkcję „look ahead”. Razem powoduje to w rzeczywistym wydruku ponowne zmniejszanie ilości boków wielokąta przy cięciu obiektu.

Recepta: Dobór silcera. Jeśli się dobrze orientuję stary Skeniforge i oparta na nim Cura najwyraźniej tną w opisany powyżej sposób, podczas gdy Slic3r i Netfabb nie upraszczają łuków. Nie wiem jak sprawa wygląda w Kisslicerze. Nie upraszczanie łuków ma swoje zalety, ale znowu jest pewne ale…

Czytaj dalej »

 
netfabb

Technologia bazująca na pierwszych projektach RepRap rozwinęła się już tak bardzo, że część ludzi  zapomniała już kiedy, kto i jak to wszystko rozpoczął. Wchodząc na różne fora, portale poświęcone drukowaniu 3D znajdziemy mnóstwo informacji o ważnych szczegółach i zawiłych detalach dotyczących RepRapów, plastiku, elektroniki itp. Samych wariantów maszyn powstało już tak wiele, że  mało kto ma świadomość całej ‚rodziny’ (opisano ją dość skrupulatnie na drzewie genealogicznym ).

Jako, że na co dzień mam do czynienia ze studentami, zwróciłem uwagę na fakt, że nie wszystkie rzeczy, które są oczywiste dla ‚starego wygi’ druku 3D są jasne dla totalnego newbie. Fakt, w internecie można znaleźć informacje ‚jak zacząć’, różne tutoriale itp, ale większość z nich to już dość stare materiały – a przy tak szybkim rozwoju tematu, dezaktualizują się w zawrotnym tempie.

Stąd pomysł, by napisać jeszcze raz , od początku, to co każdy początkujący fan druku 3D wiedzieć powinien.

Toolchain – czyli od modelu 3D do wydruku.

To pierwsza rzecz z którą musi zaznajomić się każdy ‚maker’. Zagadnienie przerabiania plików 3D na fizyczne ‚eksponaty’ za pomocą techniki FDM było już opisywane na naszych łamach tutaj , a ‚do’s and dont’s’ , czyli co można z modelami, a co nie można – tutaj.

Co to jest ten toolchain ? Otóż opensource’we oprogramowanie nie występuje jeszcze w wersji ‚all in one’, więc potrzebujemy kilku narzędzi do procesu materializacji modeli 3d. Te kilka małych programów, albo raczej ‚programików’, to właśnie toolchain. Proces polega na ‚przemieleniu’ danych z modelu przez każdy z nich, a następnie wysłaniu pliku do drukarki i kliknięciu ‚print’. Najlepiej ilustruje to poniższy obrazek :

1. Program CAD

Mając model 3D, powiedzmy stworzony w Rhino (Blenderze, Solidworks, 3d studio lub czymkolwiek podobnym) i upewniając się, że spełnia podstawowe warunki – czyli jest wodoszczelny, nie przenika się sam ze sobą itp, zapisujemy go do formatu STL. Większość programów CAD ma takie opcje, także wystarczy je znaleźć (szukaj w ‚Save as..’ albo ‚Export’), także nie powinno to sprawiać trudności.

2. Netfabb

Druga, dość ważna rzecz : sprawdzenie poprawności pliku. Nie jest to konieczne, ale polecam robić to za każdym razem, bo wtedy najłatwiej wychwycić potencjalne błędy w modelu. Najlepiej jest poprostu otworzyć plik STL darmowym programem Netfabb, i obejrzeć go z każdej strony. Jeśli jest z nim coś nie tak – pojawi się czerwony wykrzyknik, jak poniżej. W takim wypadku klikamy czerwony krzyżyk (repair) i wybieramy na dole po prawej opcję ‚automatic repair’ – większość problemów powinna rozwiązać się automatycznie.

Nie zapomnijmy też o prawidłowych wymiarach ! Wielkość modelu wyświetla się w Netfabbie w milimetrach – upewnij się, że nie jest np. 1000 razy za mały :-)

Dowodem na to, że plik jest poprawny, tzn nie ma dziur, nachodzących na siebie trójkątów, czy niedomkniętych ‚shelli’ jest trójka zer w prawej części ekranu (pola ‚border edges’, ‚invalid orientation’ i ‚holes’). Te pola można zobaczyć tylko w trybie ‚naprawy’, czyli po kliknięciu czerwonego krzyżyka. Aby wyjść z tego trybu, wybieramy ‚Apply repair’ w prawym dolnym rogu, a następnie klikamy prawym przyciskiem na wybranym modelu i zapisujemy jako STL.

Po co to wszystko ? Czy nie można tego pominąć ? Well, właściwie można – ale przy drukowaniu niepoprawnych plików dość często zdarzają się ‚fruwające’ wypełnienia, puste warstwy albo inne cuda – więc nie polecam :-)

3. Slicer – krajalnica do STLi

Po sprawdzeniu poprawności plików możemy przystąpić do kolejnego etapu – czyli wygenerowaniu pliku z gkodami. Gkody to nic innego jak sekwencje ruchów głowicy drukującej, zapisane w pliku tekstowym. Fragment takiego pliku może wyglądać tak :

Czytaj dalej »

© 2011 Suffusion theme by Sayontan Sinha