Cementes autó, 150%-ra átméreteztem, mert így kicsit jobban néz ki nagyobban. A forgó dömper része nem lett tökéletesen egyenes, kicsit felkunkorodott a nagy kiszögellés miatt (mindent alátámasztás nélkül nyomtatottam), de azért egész jó lett. Majd lehet, hogy a ventit egy 9V-s adapterről hajtom meg, most 5V-s, de azóta eljött a nyár, és így a nyomtatónak (főleg a PLA-nak) is melege van.
U.I.: visszajöttünk külföldről, most már megint teljes gőzzel megy a nyomtatás. :)
Egy nagyon jópofa és érdekes customoziálható térbeli alakzat modell generálót találtam a minap a thingivers-en. Rögtön le is generáltam 3 különböző formát. Mindegyik nagyon jól sikerült, alátámasztás nélkül nagyon szépen hidakat képezett a nyomtató a megfelelő helyeken. A piros testnél egy-két szál lelógott, de ezeket egy kis késsel levágva nagyon szép lett az eredmény.
Figyeljünk, hogy nem minden generált üreges test lesz nyomtatható ezzel a kis programmal, olvassuk el a hozzászólásokat és nézzük meg, hogy nem látunk-e már az előnézeten valami furcsaságot, mert akkor valószínűleg nem lesz jó a nyomtatás. Illetve az is fontos, hogy a test alsó része sík legyen.
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.
Egy jópofa, kis poligonszámú róka modell, nagy fülekkel! Áttetsző PLA-val nyomtatva. Szépen kijött a füle is, pedig az nagyon vékony fal.
Korábban már egy ló formájában bemutattam ezt a trükköt, hogy ha olyan dolgot akarunk nyomtatni, ami sok alátámasztást igényel, bizonyos esetben megoldható a probléma, ha feldaraboljuk a testet több darabra, amelyek egyenként már nem igényelnek alátámasztást és nyomtatás után összeragasztjuk a darabokat. Az eredmény önmagáért beszél. Persze nyomtathattuk volna alátámasztással, de így szerintem szebb lett végül.
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.
A múltkori nyomtatásnál nagyon megtetszettek a PrettySmallThings által készített modellek, úgyhogy gondoltam emelem a tétet és egy még aprólékosabb tárggyal folytatom.
Azt kell, hogy mondjam, hogy meg vagyok elégedve az eredménnyel: nagyon szépen kijöttek az egyes rudak, és a retraction (szálvisszahúzás) is jól teszi a dolgát, mert csak nagyon minimálisan "szöszösödik" az egyes részeknél. Persze a nyomtatást kicsit alacsonyabb (50mm/sec) sebességen végeztem, de így is elég hamar megvolt ez a modell és az eredmény magáért beszél. Itt is alátámasztás nélkül tudta a nyomtató ezt a tárgyat nyomtatni, minden probléma nélkül...
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:
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.
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.
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:
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:
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:
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.:
Bizonyos esetben a nyomtatandó tárgyon olyan kiszögellések / kilógó részek vannak, amelyek a levegőbe lógnak. Ezeket bizonyos határok felett fizikai képtelenség volna nyomtatni, mivel ezek a fajta nyomatók, mint a Wanhao Duplicator 4 vagy akár a Makerbot Replicator 2(x) rétegről rétegre hozzák létre a tárgyat, szabad levegőn.
Erre megoldás a slicerek (STL utasítás létrehozó programok), pl. a Makerware vagy ReplicatorG-ben található Skeinforge support algoritmusa, azaz egy olyan program, ami anélkül helyez el automatikusan a megfelelő részekre alátámasztást, hogy nekünk kéne a modellező programban ezzel foglalkoznunk. Ezek az algoritmusok elég jól működnek, hátránya viszont, hogy azon a részen, ahol az alátámasztás találkozik a nyomtatandó testtel, ott kicsit rosszabb lehet a külső felület minősége. De általában elég, ha egy hobbikéssel, illetve a nagyját először kézzel eltávolítjuk ezeknek az alátámasztásoknak, majd a maradékot lesmirglizzük illetve acetonnal (ABS esetén) felületkezeljük. A fenti képeken egy példa látható arra, hogyan néz ki egy ilyen nyomtatás a gyakorlatban (Stanford bunny - a 3D nyomtatás egyik "hello world" modellje). A Makerware-t használtam a nyomtatáshoz, sárga ABS felhasználásával. Az utolsó két képen látszik, hogy az alátámasztást eltávolítva még láthatóak voltak a nyomok, de kicsit felület kezelve egy acetonos ronggyal, szinte teljesen el lehetett tüntetni az illeszkedési pontoknál lévő hibákat.
Két kép a Makerware-ből: a nyomtatandó tárgy betöltve illetve a Makerware preview (előnézet) ablaka.
A Makerware-ben a generálásnál a Supports: Color Matched lehetőséget választottam.
A kinyomtatott tárgy képén látszik egy apró hiba, amit vétettem: nevezetesen, hogy bekapcsolva hagytam az amúgy csak PLA-hoz használandó ventilátort, ezért az egyik alátámasztás rész nem érintkezik a tárgyasztallal. Amúgy is lehet, hogy raft-tal (alaphálóval) kellett volna nyomtatni, mert ilyen kis felületen nehezen tapad az anyag a tárgyasztallal (ami amúgy egy üveglap + hajlakk kombó, 100 fokos hőmérsékletre fűtve az ABS miatt).
Érdemes megjegyezni, hogy nem minden esetben szükséges a support (alátámasztás), még akkor sem, ha amúgy maga a program generálna ilyet. Itt van két példa egy tárgynál (túlméretezett Legó figura). A csipő és a fej esetén is azt javasolta a készítő, hogy használjunk alátámasztást, de én PLA-t használtam egy erős ventilátorral (lásd előző Napi tipp bejegyzésünk) és úgy döntöttem, hogy a fejhez nem kell alátámasztás. Látható, hogy szép lett így is az eredmény.
Összességében elmondható, hogy annak eldöntése, hogy kell-e alátámasztás vagy sem, a gyakorlattal jön. Pl. nekem elég jól ki sikerült nyomtatni a fenti példánál használt nyulat alátámasztás nélkül is, csak a fülénél lett néhány lelógó szál, amit ugyanúgy el tudtam távolítani egy hobbi késsel. Függ az anyagtól, sebességtől, és sok minden mástól.
Egy másik cikkben később bemutatjuk, hogy a Makerware képes arra pl., hogy két különböző anyagot (így extrúdert) használjon az alátámasztás és a fő test nyomtatásához. Vannak anyagok (pl. HIPS vagy PVA), amelyek oldhatóak, így elvileg remek támaszték anyagok. Ezek kipróbálása és bemutatása tehát egy másik cikk témája lesz.
Az alátámasztás növeli a nyomtatási időt és a felhasznált anyag mennyiséget, így érdemes mérlegelni a használatát. Továbbá néhány esetben megoldható, hogy a tárgy forgatásával kiküszöböljük az alátámasztás szükségességét. Másik gyakran használt megoldás, amivel kiküszöbölhetjük az alátámasztást, hogy feldaraboljuk a testet kisebb darabokra, amelyek darabonként és megfelelő szögben elforgatva már simán nyomtathatók (persze ezután a daraboka össze kell ragasztani). Ez utóbbira egy jó példa a Milói Vénusz szobor modell a thingiversen.
Végezetül egy kicsit más jellegű megoldásról is ejtenénk egy szót, nevezetesen, hogy az alátámasztást a modellező program használatával hozzuk létre. Erre alkalmas az ingyenes Meshmixer ilyen funkciója. További információ erről:
Lehet, hogy később erről a programról is írunk egy cikket.