3D nyomtatás tippek és trükkök

3D nyomtatás blog


2016\04\01 B. Bence 2 komment

Bútor 3D nyomtatással? Igen!

Találtam egy jópofa paraméterezhető OpenSCAD modellt, amivel tetszőleges kerek vagy négyzet alakú csatlakozókat lehet generálni. Éppen egy cipős szekrényre volt szükség, ezért gondoltam egyet, ellátogattam egy barkácsboltba, vettem 2 x 210cm 19x19mm-es lécet, és készítettem egy bútort.

Szóval a címben lévő kérdésre valóban igen a válasz, még ha nem is teljesen 3D nyomtatóval készült. Az kicsit költséges volna, bár kétségképpen megoldható, ha az embernek sok pénze és sok ideje van. De a természetes fa anyagot kombinálva a 3D nyomtatott elemekkel igencsak jó dolgokat tudunk létrehozni.

openscad.png

A nyomtatott elem:

A levágott fa darabok (éppen volt egy leselejtezett fa redőnyöm is, az jó lett tartó lécnek), az első illesztési próba és festve az elemek:

Végül az elkészült polcocska. Igencsak masszív lett. A tartó léceket szögeltem, de az összeillesztésnél még ragasztót sem használtam, eléggé szorultak a fa elemek a műanyag elemekbe.

Anyag és költséglista:

  • 8 x 30grammos műanyag illesztő elemek: ~1900 Ft.
  • 2 x 210cm-es 19x19mm-es fa rúd: ~2200 Ft.
  • Tartólécek - ingyen, mert volt éppen
  • Festék - opcionális, ingyen, mert volt

Tehát összesen kb. 4000 Ft. Nem nagyon olcsó, de pl. ha kicsit kisebbre és vékonyabbra nyomtatom az elemeket (40%-os kitöltést használtam, illetve 3mm-re vettem az OpenSCAD modellben fal vastagságot, lehet, hogy nem kell ennyi, illetve rövidebb csatlakozási pontok is elegendőek), akkor lehet, hogy fele ennyiből megvan, illetve ha van faanyagunk, akkor az sem kerül már plusz pénzbe. Az ikea-ban 5500 Ft egy hasonló cucc, de abban nincs meg az alkotás öröme. :)

3D házmakett olcsón

 

Egy házmakettet nyomtattam ki az eredeti méret 50%-án, kb. TT méretarányban (1:120). Ez is bizonyítja, hogy a Wanhao Duplicator i3 is abszolút alkalmas professzionális felhasználásra, pl. építész irodában szemléltetésre, vagy oktatási intézményekben. 

A nyomtató már eleve nagyon kedvező árfekvésű. És ha azt vesszük figyelembe, hogy összesen kb. 40 grammnyi anyag van az egész modellben, ami nem egészen 400 Ft anyagköltség, akkor nem nagyon lehet érv, hogy még túl költséges a 3D nyomtatás.

A nyomtatást 0.2mm-es rétegvastagsággal végeztem, papíron arany színű PLA-val - bár megmondom őszintén, ez a szín nekem nem igazán tetszik. Ha valakit érdekel, jutányos áron elvihető, mondjuk ajándékba egy Duplicator i3 mellé. :)

2014\07\30 B. Bence 3 komment

Nagy Eiffel torony

Mindig is szerettem volna egy jó Eiffel torony modellt találni, mert amivel eddig próbálkoztam, az vagy nagyon elnagyolt volt, vagy a modell hibás volt. Itt azonban találtam egy remek, részletes, de szépen nyomtatható változatot: http://www.designsharemake.com/design/eiffel-tower.

4 darabból nyomtattam ki, összesen majd 11 óráig tartott a 4 db nyomtatása. A hosszúkás 3. darab pedig magasságban a nyomtató maximális magasságát is elérte (15 cm, a teljes magasság 34 cm magas lett). A darabokat összeragasztottam.

Látható a képen, hogy még a nagyon aprólékos rács részeket is milyen szépen nyomtatta a nyomtató, még én is meglepődtem rajta. Persze nem a legnagyobb sebességgel, hanem 50 mm/sec-es sebességgel nyomtattam, hogy az apró rácsoknál is szép legyen a nyomtatás.

Zenedoboz

Egy paraméterezhető, nyomtatható zenedoboz modellt találtam a napokban. Ez egy nagyon jópofa dolog, le lehet "kottázni" bármilyen nótát és kinyomtatni hozzá a fogas hengert. A jobb hangzásért érdemes valami rezonáló felületre (asztal, doboz) tenni a tárgyat. Egész jól szól amúgy. Érdemes körbenézni az elkészített tárgyaknál, hátha találunk vmi jó kis dallamot.

0.2mm-n nyomtattam, tengerzöld PLA-val, 70mm/sec-es sebességgel. Eltartott egy darabig. Kicsit nehéz volt a hengert eltávolítani, óvatosan kellett, hogy a fogaskerekek ne sérüljenek, kicsit jobban tapadt a kelleténél.

H0 makett ház nyomtatás

Korábban is már volt egy bejegyzés egy házmakettről, amiben már írtam, hogy szerintem milyen hasznos felhasználása egy 3D nyomtatónak magánemberek számára (vagy építészirodáknak). Ezt a vonalat folytatnám egy másik házikóval, amit egyik kedves barátom számára nyomtattam a terepasztalára, H0 méretben.

Sokszor felmerül a kérdés, hogy mennyire éri meg 3D nyomtatóval elkészíteni ezt vagy azt, szemben a tömeggyártással vagy más technológiákkal.

Ebben a bejegyzésben nem tudok kimerítő választ adni erre a kérdésre, inkább csak egy egyszerű összehasonlítást végeznék: a fenti méretű H0 ház makett ára a modell boltokban olyan 3000-4000 Forint körül van. Ennél a háznál a nyomtatáshoz használt anyagmennyiség 93 gramm volt, tehát elég soknak tűnik (a teljes tekercs majd tizede), viszont árban olyan 1000 Ft körül van az anyagár. Persze a nyomtatási időt (olyan 6 óra körül) és a használt elektromos áram árát (szerintem nem számottevő költség) még nem számoltam, valamint az utómunkálatok (pl. festés) sem szerepelnek ebben az 1000 Ft-os árban.

De véleményem szerint mindent összevetve, főleg ha abba gondolunk bele, hogy saját egyedi tervezésű terepasztal tárgyat is készíthetünk, szerintem versenyképes a 3D nyomtató a boltban megvásárolható tárgyakkal összehasonlítva.

Rétegvastagság teszt

A terveim között szerepelt egy összehasonlító teszt készítése, amivel szemléltetni tudom a különböző rétegvastagság közötti különbségeket. Most elkészült! A fenti képeken látható polipot kinyomtattam 0.4mm (maximális), 0.3mm, 0.2mm, 0.1mm és 0.05mm rétegvastagsággal. Jól láthatók a különbségek. Illetve bár már erről volt szó, azért itt is megjegyezném azt a tényszerűséget, hogy ugyanazon sebesség mellett is a 0.05mm-es és a 0.4mm-es rétegvastagság között 8x-os a különbség, tehát 8x olyan sokáig tart a legaprólékosabb nyomtatás. Anyagot ugyanannyit használ természetesen mindkettő esetben a nyomtató, de az idő is számít. Szerintem a 0.2mm a jó kompromisszum minőség vs. idő tekintetében, de az olvasóra bízom a végleges ítéletet.

Továbbá még azt is meg kell jegyezni, hogy a 0.05 vagy 0.1 mm-es nyomtatáshoz jól tapadó és jól szintezett tárgyasztal szükséges.

Extrém alátámasztás / overhang

Korábban már írtunk arról, hogy sok esetben a nyomtatott tárgyak egyes részeit csak plusz alátámasztás rétegekkel tudja a nyomtató kinyomtatni, ugyanis a fizika törvényeit (gravitáció) ezek a nyomtatók sem tudják meghazudtolni (bár hidakat elég jól tudnak csinálni).

Azonban az ingyenes meshmixer program segítségével sokkal kevésbé anyag és időigényes, nem utolsó sorban könnyebben eltávolítható támasztékot lehet a tárgyba generálni. Íme egy példa:

Ez egy példa modell, amibe már előzetesen a meshmixerrel elhelyezték az alátámasztást, de jól szemlélteti, mit tudunk elérni ezzel a megoldással. Ami biztos viszont, hogy mivel apró és vékony kis pálcákat nyomtat a nyomtató a támaszték gyanánt, ezért ajánlatos lassabb (pl. 50mm-sec körül) sebességet választani.

 

Lego figura - nagyobb méretben

Ezt a modellt (Blank Minifig, Jumbo Snap-Together Version) már korábban kinyomtattam, de azért gondoltam megosztom a blogon az ezzel kapcsolatos tapaszlatokat is, és a tippeket, amelyeket le lehet szűrni ennek a tárgynak a nyomtatásából.

A fenti képek a tárgy 75%-ra csökkentett méretarányú nyomtatásából jöttek létre. Itt érdemes megjegyezni, hogy 75% nem tűnik soknak, de ha 75%-kal csökkentünk arányosan az összes tengely (X,Y,Z) mentén egy 3D-s modellt, akkor a test térfogatát valójában az eredeti több, mint felére csökkenteni! Tehát a felhasznált anyagmennyiség (és az idő) is több mint felére csökken! Ezt érdemes észben tartani, ha nyomtatunk. Fordítva is igaz természetesen az egyenlet, ha valamit akár csak 20%-kal növelünk, akkor a térfogata ennél nagyobb mértében növekedik! Korábban kinyomtattam ezt a figurát rózsaszínben is. Az eredeti méretarányú, pink verzióról néhány kép, az összehasonlítás végett:

De térjünk vissza az elemezni kívánt nyomtatásra!

A fotókon látható, hogy bár a linkelt oldalon a test egyes részei külön külön STL fájlban lettek feltöltve, én mégis egyszerre nyomtattam őket. Miért? A legkézenfekvőbb magyarázat az volna, hogy azért, hogy gyorsabban ki tudjam nyomtatni a tárgyat. Ez a válasz helyes is meg nem is. Attól önmagában, hogy sok különálló testet egyszerre nyomtat az ember (szemben az egyenkénti nyomtatással), a "nettó" nyomtatási idő valójában növekedni fog! Ez azért van, mert ha csak egy testet nyomtat a nyomtató egyszerre, akkor nem kell ide-oda utaznia a fejnek az egyes részek között. Bár ennek a nyomtatás nélküli mozgásnak a sebessége általában magasabb (travel feedrate, speed while extruding), mint a nyomtatási sebesség (feedrate, speed while traveling), de így is jelentős időt elvihet. Különösképpen, ha sok különálló test között kell ugrálni, és ugye ezt minden olyan rétegnél meg kell tenni sokszor, ahol több test van (még: mert ugye egy bizonyos magasság után csökkenhet a még éppen nyomtatott részek száma).

Viszont az egyes részeket külön nyomtatjuk, akkor sokkal kevesebb az ilyen "ugrálás" egyik helyről a másikra. Ugyanakkor - s főleg, ha sok kis apró részből áll a nyomtatandó feladat - sok időt elvesz a testek eltávolítása a tárgyasztalról, az esetleges tárgyasztal tisztogatás, a nyomtatás újraindítása (újrafelfűtése), előzetesen a modellek egyenkénti slicing / szeletelése (Makerware-rel vagy ReplicatorG-vel, pl.), stb. Így tehát a bruttó idő akár kevesebb is lehet, ha egyben nyomtatunk. Másfelől viszont ha külön nyomtatjuk, akkor más és más beállításokat tudunk megadni (rétegvastagság, kitöltöttség, sebesség, stb.) az egyes részekre, mert lehet, hogy valamit lassabban érdemes valamit pedig gyorsabban. Mindebből, amit leírtam, látszik, hogy nem fekete fehér a kérdés, érdemes a fenti (és még más) szempontokat mérlegelni.

Ja, és kimaradt egy fontos kérdés: hogyan lehet egyáltalán különálló STL-eket egyszerre nyomtatni? A legegyszerűbben talán Makerwarrel lehet ezt megoldani: az Add gomb segítségével egymás után tudjuk hozzáadni és elhelyezni a különálló modelleket a tárgyasztalon. Figyeljünk, hogy minden tárgy alja pontosan legyen a tárgyasztal síkjára helyezve, ne lebegjen a levegőben egyik sem, mert annak csúnya vége lehet. Ha szépen elhelyeztük a Makerware-ben a testeket, akkor akár ki is exportálhatjuk egy nagy egybefüggő STL fájlba az egészet, ha ReplicatorG-t használnánk valamiért (figyeljünk, hogy STL formátumba mentsünk, ne a Makerware saját thing formátumába).

Amit szintén tanulni lehet ebből a példából, hogy nem minden esetben szükséges alátámasztást használni, még akkor sem, ha esetleg maga a Slicer (Makerware, pl.) ezt javasolná (ha bekapcsoljuk a Support lehetőséget), vagy ha a modell készítője is javasolja. Ennél a modellnél a fejnél lett volna elméletileg szükség alátámasztásra, mivel az alsó részen felfelé ívelő rész elvileg elég meredek. De PLA-t, és főleg a korábban bemutatott tárgyhűtő ventilátort használva alátámasztás nélkül is szép eredményt kaptam, mi több így valószínűleg összességében is szebb lett a felület, mintha nekem kellett volna utólag kézzel eltávolítanom az alátámasztást. Ez persze ebben az esetben valószínűleg szerencse is volt, de egy idő után mi magunk is megtippelhetjük, hogy szükséges-e vagy sem alátámasztás. A törzset (lásd a képen) viszont mindenképpen alátámasztással kellett nyomtatni, és nem is volt sajnos olyan egyszerű a hajlatokból eltávolítani a plusz alátámasztás maradványait (mert pl. az összeillesztési csapokba is rakott plusz anyagot). De a végeredmény elég szép lett.

A nyomtatáshoz amúgy világoszöld PLA-t használtam, 200 fokon, 0.2mm-es rétegvastagsággal (valószínűleg a 0.3mm is elegendő lett volna), ha jól emlékszem kb. 70 mm / sec-es sebességgel. A törzset (Support) alátámasztással.