3D nyomtatás: rigolyák

Nyomtatási térfogat A mostanában megjelenő belépő szintű 3D printereknél általában a nyomtatási térfogattal spórol a gyártó. 20x20x20 cm-es befoglaló méret már elegendő lehet, különös tekintettel arra, hogy egy ekkora térfogatú test nyomtatása egy teljes napba is beletelik.

Fűtött tárgyasztal

A nyomtatáshoz használt műanyagok nagy része úgy ragad a tárgyasztalra, hogy azt felmelegítjük és az első réteg “ráolvad” a fűtött felületre. A fűtést rendszerint sima nyákkal, filmszerű kapton heaterrel, vagy szilikonos fűtőelemmel oldják meg. A nyomtatófelület általában 3 mm vastag közönséges, vagy jobb hőtűrésű boroszilikát üveg, CNC-vel egyenesre mart 6 mm vastag alumínium, valamint egyenesre polírozott bazalt, esetleg karbonszálas lap. Én próbáltam még 4 mm-es ROBAX kandallóüveget, ami szintén korrekt megoldás, csak kicsit drága. Szilikonos fűtőbetét és bazalt tárgyasztal van a QU-BD-nél (a bazalt nagyon nehéz, ezért ennek mozgatásához combosabb motor kell!), alumíniumot általában házilag használnak és kaptont ragasztanak rá, minden máshol üveg a standard. Az üveglapokat cserélhetőre tervezik, hogy azonnal lehessen újat printelni, ne kelljen megvárni, míg kihűl és a nyomtatott tárgy leválaszthatóvá válik. A tárgyasztal jellemzően rugós lábakon áll, 3 vagy 4 ponton alátámasztva. A 4 pontost nagyon macerás kézzel vízszintesre kalibrálni (Ultimaker 1 ilyen felfüggesztésű), a 3 pontos sokkal korrektebb megoldás. Lényeges szempont, hogy a meleg egyenletesen oszoljon el a teljes felületen, különben lesznek foltok, ahol elengedhet a tárgy rögzítése nyomtatás közben az asztalon, ami lényegében tönkreteszi a printet. Én azt csinálom, hogy egy szilikonos fűtőbetét fűt egy 4 mm-es alu lemezt, amire egy 3 mm-es sima üveglap fekszik fel. Az alu lemez azért van az egész szendvicsben, hogy segítsen elosztani a hőt. Így kicsit tovább tart az előmelegítés, viszont cserébe egyenletesen meleg lesz a tárgyasztal. A fűtőelem nyomtatófelülethez rögzítése az Ultimakereknél újabb probléma forrása: általában binder clipekkel oldják meg, ami nem túl szerencsés, mivel sokszor útban van a nyomtatott réteget hűtő ventilátornak. Én ehelyett megfurattam anno a ROBAX üveget és így rögzítettem a fűtőelemet közvetlenül alá. A fűtött tárgyasztaloknak van még egy szignifikáns problémája, amit nem oldott még meg senki: a hőmérőt általában a fűtőelem közepébe integrálták, így az nem a tárgyasztal felszínén érzékelhető hőmérsékletet méri.

Automatikus tárgyasztal szint kalibrálás

A legnagyobb szívás avval van, hogy a tárgyasztalnak szintben kell állnia a nyomtatófej XY síkjával (ami nem feltétlenül jelenti azt, hogy vízszintben van!). Ehhez a 3-4 felfüggesztési pont magasságának változtatásával be kell lőni a tárgyasztalt. A nemrég megjelent Marlin firmware-ben a firmware maga képes automatikus Z tengely korrekcióra, ezt azonban még nem láttam senki kereskedelmi printernél implementálva. Az auto bed leveling helyett viszont a német Kühling&Kühling kitalált egy félautomata, ám brilliáns megoldást, amit azóta már mások is alkalmaznak:

Indirekt “etetés”

A nyomtatófej etetése kétféléképp történhet: vagy közvetlenül a fej mögött ül a feeder mechanika és az azt hajtó kis léptetőmotor, vagy a fejbe egy bovden vezeti be a műanyagszálat és így a feeder mechanika motorostól a külső vázon ülhet, nem jelentve ezáltal plusz cipelendő tömeget a nyomtatófejnek. A fejen ülő etetőmechanika mellett szól, hogy kisebb a súrlódás, precízebben képes az anyagot adagolni, illetve a fej nyomtatás nélküli utaztatása (=amikor anyagnak nem szabad elhagynia a fejet, mert csak két pozíció között mozog) előtt a kisebb súrlódás miatt precízebben képes visszarántani a fejből a nyersanyagot.

Temperált, szellőztetett kamra

Temperálni azért kell, mert így elkerülhető a nyomtatott modellünket tönkre tevő “warping”. A warping jelenséget az okozza, hogy a kihűlt rétegeket a felettük levő kihűlőben levő zsugorodó rétegek elgörbítik: warping Szellőztetni pedig azért ajánlott, mert egyes nyersanyagokból nem túl élőlénybarát hidrogén-cianid szabadul fel az olvasztás során.

Szíjak nélküli direkt hajtás

Akármennyire nyúlásbiztos szíjakkal történik a pozícionálás, a szíjhajtás mindig fog eredményezni egy minimális, akár észrevehető mértékű holtjátékot. Abban az esetben, ha a szíjhajtás helyett a CNC-knél de facto standard bordás tengellyel megy mindhárom irány hajtása, az egész backlash elmúlik.

NO PEEK

A nyomtatófej és az azt cipelő kocsi közé illesztik hőszigetelési céllal, általában teflonból készül – az Ultimaker tipikus esete ennek. A PEEK nagy hátránya, hogy max. 260 fokot bír a teflon, így a fölé nem lehet menni, pedig több nyersanyag magasabb hőmérsékletet kérne. Szerencsére ez csak az Ultimakerek baja és van korrekt alternatíva, pl. az E3D vagy a J-head. A peek egy másik, sokkal bosszantóbb problémát is generál: ha a peeknél mégis összegyűlik annyi hő, ami az arra mondjuk legérzékenyebb PLA-t egy picit is ellágyíthatja, akkor annak dugulás lesz a vége.

Megfolyás nélküli nyomtatófej

Ez Robox fejlesztés, hogy a nyomtatófejet szoftveresen nyitják/zárják, így nem fog kifolyni a printerből felesleges műanyag a nyomtatás megkezdése előtt és befejezése után sem. Én ezt jelenleg úgy hackolom meg, hogy a nyomtatófejet a nyomtatás befejeztével visszarakatom 0 Z pocízióba, így csak minimálisat tud szivárogni.

Külön, nagyobb térfogatáramú nyomtatófej a belső részek kitöltéséhez

Ez is régi ötlet, de most láttam először megvalósulni (szintén Robox): egy kisebb és egy nagyobb térfogatáramú olvasztófej dolgozik egyszerre. A precízebb fej csinálja a külső éleket, de a belső részek kitöltését a nagyobb térfogatáramú, kevésbé precíz fej végzi.

Fém váz, fém komponensek

Sok nyomtató váza készül az olcsóbban gyárthatóság miatt HDF lapból, vagy akrilból, amiből aztán lézerrel szabják ki az alkatrészeket. A fa a páratartalom függvényében mocorog, így az a lehető legrosszabb választás (=Ultimaker 1!). Az akril törékeny és nem hőtűrő – ennek megfelelően alumínium vagy acél vázat kell építeni. Sok hobbiból printert gyártó használja az alu profilokat: printer-frame

Belső megvilágítás

Mindössze arról van szó, hogy a printer belsejébe érdemes led csíkot ragasztani azért, hogy látsszon, mi készül. Filléres dolog, mégis sok kereskedelmi termékből hiányzik.

Zárt nyersanyagkazetta

A nyersanyagra tapadó por egy idő után képes eltömíteni a nyomtatófejet, vagy legalábbis csökkenteni a térfogatáramot – ekkor jelenhetnek meg az ilyen nyomtatási “hézagok”: flow-problem Ha a nyersanyag zárt térben lakik, akkor az egyfelől kevésbé fog porosodni, másfelől a konzisztensebb páratartalom miatt kevésbé lesz deformált. Sajnos ebből a feature-ből marketing bullshitet is sikerül kovácsolni egyre több printergyártónak. A pormentes tárolás mellé még odateszik azt, hogy a kazettába ágyazott elektronika számon tartja, hogy mennyi anyag van a cartridge-ben és kész is a tintasugaras nyomtatók gyártói által előállított rémálom-recept: vége az olcsó, bárhonnan beszerezhető nyersanyag használatnak! Ha ilyen nyomtató tetszene meg, ezt jól gondold át!

Könnyen karbantartható nyomtatófej

Ultimakerék egyik legnagyobb baja, hogy amennyiben a nyomtatófej eltömődik, azt egy rémálom szétszedni és eltávolítani belőle a dugulást. Erre sehol nem láttam még megfelelően könnyű megoldást.

Legalább 100 μm függőleges pontosság

A legtöbb printer ma már tudja, az olcsósítottakat adják csak el 0.2 mm minimum rétegvastagsággal.

Magas hőmérsékletre méretezett nyomtatófej

Ugyan a teflon 327 ℃-on olvad, ám 260-270 ℃ körül már képes meglágyulni, így a PEEK-kel szerelt fejek nem tudnak 260 ℃ fölé menni. A megoldás a fém bordával hűtött fej (E3D, J-head, Prusa nozzle, Pico).

Gépfüggetlenség

A legtöbb gyártó úgy képzeli a független nyomtatást, hogy csinál egy elektronikát, amibe SD kártyát kell dugdosnunk és a kártyára másolt GCODE fileokat tudja majd a printer kinyomtatni. Ez 2014-ben egyrészt rém kényelmetlen, másrészt totálisan béna megoldás, különös tekintettel arra, hogy egy 35 USD-s Raspberry Pi-hez létezik teljesen ingyenes 3D printserver disztró, az octoprint.

Intergrált scanner, marófej

A FABtotum volt az első, aki kitalálta, hogy 3D scannert és marófejet is tesz a printerébe úgy, hogy cserélhető lesz a munkát végző fej. Hasznos, de nem kötelező feature szerintem. Summa summarum, a tökéletes printer szerintem még mindig nincs kész. A szerencse az, hogy új printerek szinte naponta születnek, így nekünk csak várni kell a jóra. Ha mégsem várnál és ajánlanom kellene egy darabot, akkor per pillanat ezt javasolnám.]]>

3 thoughts on “3D nyomtatás: rigolyák

  1. P.Isti

    Szia eFi!
    Köszi a felsorolást! Nagyon hasznos kis anyag!
    Talán egy tulajdonságot hagytál ki: a több színnel való nyomtatást.
    Ezt az általad ajánlott nyomtató – ha lehet hinni a képeknek – tudja is.
    Üdv,
    PI

    Reply
  2. eFi Post author

    A többszínű FDM nyomtatás szándékosan maradt ki – lézerszinterekkel gyönyörű többkomponensű printek készülnek már, de amit eddig én FDM nyomtatótól többszínű printben láttam, az csak igen egyszerű modelleknél volt értékelhető. A MiniFactory valóban kétféle szállal tud dolgozni, ami azonban nem csak a többszínű print esetén lehet hasznos: a kétféle szálvastagságot fel lehet használni arra, hogy a 3 mm-es szál gyártsa a kitöltendő területek belsejét, illetve az egyik szállal lehet supportot nyomtatni valamilyen oldható műanyagból.

    Reply
    1. eFi Post author

      Na jó, mégiscsak van egész advanced eredményt hozó többszínű FDM nyomtatás, de én félnék a rengeteg hibalehetőségtől:
      frameborder=”0″ allowfullscreen>

      Reply

Leave a Reply to eFi Cancel reply

Your email address will not be published.