3D nyomtatás tippek és trükkök

3D nyomtatás blog


Miniatűr szék - egy újabb...

Egy újabb (korábban: ez és ez) kis miniatűr széket nyomtattam, valahogy mindig meglepődöm, hogy milyen szépen lehet ilyen apró részleteket is nyomtatni. Persze ez sokban múlik azon, hogyan van megtervezve az eredeti modell. Ezek a modellek feszegetik a határokat, de a nyomtató jól vette az akadályt. Persze egy kicsit alacsonyabb sebességet használtam (60mm/sec, 110mm/sec travel), mivel ilyen apró részleteknél nem szerencsés, ha nagyon gyorsan mozog a fej.

Ennél a széknél is jópofa a keresztív a szék alján, hogy oda se és a szék aljára sem kell semmilyen alátámasztás, azt a nyomtató hídként megoldja.

Pici dolgok - miniatűr szék - apró részletek és tárgyak 3D nyomtatása

Be kell vallanom, ettől a kísérlettől egy kicsit tartottam. No nem amiatt, hogy azt hittem, a fenti képeken látható tárgyat nem lehet kinyomtatni a nyomtatóval, inkább attól, hogy egy hosszas paraméter finomhangolás és kísérletezést követően jutok el a tökéletes eredményig. Örömmel jelenthetem (huh), hogy bizony a Makerware alapértelmezés szerinti beállításait és némi józan paraszti észt csatasorba állítva már a harmadik próbálkozásomat teljes siker koronázta...

Ennyi bevezető után egy kicsit bővebben arról, hogy mi is ennek a bejegyzésnek a témája: apró miniatűr nyomtatása, sok részlettel és vékony részekkel. A thingivers-en van egy PrettySmallThings nevű felhasználó, akinek mint a neve is mutatja, apró dolgokat tesz közzé. Itt megtaláljuk az összes általa feltöltött modellt: http://www.thingiverse.com/PrettySmallThings/designs/. Én ezek közül az 1:24 méretarányú Windsor székeket választottam, mert szerintem ez már elég jól demonstrálja, mire is képes a nyomtató (egy jól megtervezett modell esetén).

Ezt a széket választottam a 3 közül, mert ez tűnt a legbonyolultabbnak:

WindsorChairA_preview_featured.jpg

Látszik, milyen sok apró részlet van rajta, és mennyire vékonyak az egyes lábak / rácsok. Ezek nyomtatásához pontos nyomtatóra van szükség. Az első próba nem sikerült. Oka: a bal első láb elmozdult, és így nem lett szép az eredmény (lásd fenti galéria). Már az elején láttam, hogy az első korongot nem tökéletesen sík módon rakja le a nyomtató, de gondoltam, ez még nem lesz gond, mert elég sokáig "veszteg maradt" ez a láb. Tévedtem. Második esetben már jobb volt a helyzet, de ott meg az ülő résznél romlottak el a hidak (sok lelógó szál volt, nem volt tökéletes a híd). Oka: túl gyors sebesség. A harmadik kísérletet, lassabb sebességgel, és egy leheletnyi plusz hajlakk réteggel már siker koronázta: minden részletet tökéletesen kijött, semmi nem lóg le, stb... Ezeket a paramétereket használtam: zöld PLA, tárgyhűtő ventilátor (szerintem itt is fontos szerepe volt), 200 fokos extrúder, 60 fokos, hajlakkos tárgyasztal, 40mm/sec nyomtatási sebesség (80mm/sec mozgási). Rétegvastagságnak a készítő által javasolt 0.25mm-t használtam (a leírás szerint ezen a minőségen lettek optimalizálva a hidak és nincs rá garancia, hogy más rétegvastagságon is jól működnek). Ez az apró tárgy amúgy még ezen a sebességen is megvolt kb. 20 perc alatt.

Érdemes amúgy felhívni a figyelmet egy ötletes megoldásra, nevezetesen hogy a tervező már a modellbe illesztette, a lábak alá a jobb tapadást biztosító korongokat. Ez hasonló a már korábban ismertetett megoldással, amivel növelhetjük a tapadást, raft (alapháló) használata nélkül is. Ugye itt ezek a kis vékony lábak, ilyen korong nélkül alig érintkeznének a tárgyasztallal, így szinte biztosan, hogy elmozdulna a tárgy nagyon hamar, még nagyon jól kalibrált tárgyasztal szintezés és tökéletes tapadást biztosító felület esetén is. 

A nyomtatásról videó (a végén "bakiparádé" jelleggel az eset, amikor elmozdul a szék egyik lába, és ez persze utána már semmi jóra nem vezetett):

Összességében el lehet mondani, hogy a nyomtató számottevő finomhangolás nélkül is képes ilyen jellegű modelleket (ilyen vékony részleteket) minden további nélkül kinyomtatni, ha betartunk néhány egyszerű szabályt.

A tisztesség kedvéért viszont meg kell jegyeznem, hogy ez a modell, amit kiválasztattam, egy olyan tervező által lett elkészítve, aki nagyon jól tisztában van a 3D nyomtatás szabályaival és eleve ezeket figyelembe véve tervezte meg a tárgyat (pl. ennek is köszönhető, hogy ez a tárgy nem igényel alátámasztást (support-ot)). Egy későbbi bejegyzésben néhány ilyen modellezési "szabályt" illetve szempontot fel szeretnénk sorolni, de ez megint csak egy olyan téma, ami gyakorlattal és próbálgatással sajátítható el legjobban.

A másik fontos dolog, hogy az ilyen apró / vékony részleteket a legjobban PLA-val + PLA hűtő ventilátorral lehet legszebben nyomtatni.

Hidak nyomtatása - azaz nyomtatás a levegőben

A 3D nyomatásban van egy fogalom, a híd (bridge), ami azt jelenti, hogy bizonyos esetekben mégis lehetséges a levegőben nyomtatni dolgokat, alátámasztás nélkül is! Az előző bejegyzésben arról volt szó, hogyan lehet használni az alátámasztást (support), de erre nem mindig van szükség.

Példaként a Bridge torture test modellt választottam, ami így néz ki:

bridge1.jpg

Ez modell egy 5cm-es távolságot ível át. Elvileg ehhez supportot (alátámasztást) kéne használnunk, de ez nem szükséges, mivel az ilyen jellegű, két pont közötti, a tárgyasztallal tökéletesen párhuzamos átíveléseket a nyomtató igenis ki tudja nyomtatni, szinte tökéletesen. A sikerhez több dolog is kell. Elsősorban magának a modell szeletelő programnak, pl. a Makerware-nek kell tudnia észrevennie, hogy ez egy bridge (híd). Ha ez teljesül, akkor kicsit más útvonallal nyomtatja a tárgyat a nyomtató, mint ami a szokásos, lásd:

bridge2.jpg
Látszik, hogy az első híd réteg összes vonala íveket húz, és párhuzamos az ívvel. Ha merőleges volna az első réteg kitöltése (vagy 45 fokos, ahogy a Makerware alapból a kitöltési mintát létrehozza), akkor nem lehetne szépen hidat húzni, és ezeken a helyeken lelógó szállal találkoznánk. A Makerware viszont helyesen észlelte a bridge-et. Lássuk élőben, mi történik:

És képekben az eredmény:

Az utolsó két képen látszik, hogy elég jó az eredmény: alig "lóg" egy kicsit a híd alja, szinte tökéletesen párhuzamos. Ahhoz, hogy még ennél is jobb eredményt érjünk el, az alábbi szempontokat érdemes figyelembe venni:

  • Extrúder hőmérséklet: magasabb hőmérsékleten "folyósabb" a műanyag, ezért ha olyan tárgyat nyomtatunk, amiben híd van, érdemes csökkenteni az alapból használt hőmérsékletet 5-10 C fokkal. Erre egy megoldásként használhatjuk a nyomtató menüjét: nyomtatás közben ideiglenesen (a híd rész előtt nem sokkal) csökkenthetjük a hőmérsékletet (Change Temperature menüpont), amit a híd után visszaállíthatunk. Másik megoldás, hogy a slicer (Makerware, Skeinforge) haladó beállításainál külön hőmérsékletet tudunk megadni a híd részhez (erről esetleg később részletesen írunk, hogyan)
  • Használt anyag: azt mondják, hogy a PLA kevésbé alkalmas szép hidak képzésére, mert puhább marad szobahőmérsékleten. De ez a most bemutatott példa is PLA-t használ, 195C fokon extrúdálva
  • Sebesség: egyesek azt mondják, alacsonyabb sebességgel lehet jó hidakat húzni, mások a magasabb sebességre esküsznek. Én a 60mm/seces középsebességet használtam a példánál. Mindenesetre annyit érdemes tudni, hogy ez is egy paraméter, amit érdemes változtatni, ha nem kapunk jó eredményt.
  • Külső ventilátor használata: PLA esetén legalábbis ajánlott, hogy a húzott hidak még a húzás közben elég jól megszilárduljanak, ahogy kijönnek az extrúderből. PLA-hoz amúgy is erősen javasolt ez, lásd korábbi bejegyzésünk erről
  • Slicer finomhangolás: bizonyos dolgokat a slicer-ben is (a ReplicatorG Skeinforge-ban vagy a Makerware profilban) is át lehet állítani, amivel finomhangolhatjuk a híd esetén alkalmazott nyomtatási módot. Erről esetleg később bővebben is írunk

Látszik tehát, hogy a "tökéletes" híd elérése némi kísérletezést igényel (bár lehet, hogy már elsőre "beletrafálunk"), ezért javasoljuk, hogy ha nekiállunk, írjuk fel a használt paramétereket (sebesség, hőmérséklet, stb.) minden egyes próbanyomtathoz, hogy tudjuk, melyikkel érjük el a legjobb eredményt. Pl.:

2013-09-25_22.36.16_preview_featured.jpg