ígértem már, hogy nekiállunk 3D printert építeni – most jött el az ideje, hogy nekikezdjünk, legalábbis elméletben. Valahogy hivatkoznunk kell a szerkezetre amin agyalunk, ezért ezennel elkeresztelem őt Cleo-nak, de mivel ez egy 3D printer, Cleo neve helyesen írva legyen CL3D. Na essünk neki!

Listázzunk

A tavalyi meetupos előadáson felsoroltam egy csomó tulajdonságot, amit anno fontosnak tartottam egy 3D nyomtatóban. A lista nem sokat változott, csak közben kicsit közelebb kerültem a technológiákhoz és így átértékeltem pár dolgot. Nézzük meg, hogy mi az, amit ma megtartanék és mi az, amitől meg tudok válni.

Fém váz

A printernek mindenképpen robosztus, szilárd vázra van szüksége, amely az printerben keletkező hőre sem deformálódik érzékelhetően. Fémlemezekből álló váz helyett azonban 30×30 mm-es alumínium T-profilokból fogjuk a printer házának keretét megépíteni. A falak és az ajtók 3 mm-es akrilból készülnek majd.

Vonóorsó / trapézanya / lineáris motoros mozgatás szíjhajtás helyett

A lengyel Zortrax M200-at gyártó cég nagy szerencsémre ide Krakkóba, tőlünk kb. 20 percnyi sétára telepítette az egyetlen mintaboltját, ahol megfordultam már jópárszor, valamint máshol is alkalmam volt kipróbálni az M200-ast. A Zortrax printer egy Ultimakerre kísértetiesen hasonlító gép, ám abban Gates GT2 szíjakat és csigákat használnak az Ultimaker féle MXL szíjhajtás helyett. Rengeteg nagyon jó minőségű printet láttam az M200-asokból kijönni, ezért mégis a jóval olcsóbb szíjhajtás mellett döntöttem.

All metal hotend

Ezzel volt a legkisebb gondom: egyszerűen annyit küzdöttem már PEEK-es olvasztófejekkel, hogy csak a folyamatos hűtésű, tiszta fém konstrukciók jöhetnek szóba. Hogy melyik, azt még nem tudom: van már itt E3D v6, Prusa Nozzle és új 1.75 mm-es UBIS is, de kipróbálhatunk egy Pico-t is, vagy akár egy vízhűtéses E3D Krakent, ha azt dobja majd a gép. Egy biztos: olyan hotend rögzítő mechanikát építünk, amelyen pillanatok alatt szabadon és könnyen cserélhető az olvasztófej, akár elektronikával együtt, hogyha megkívánunk egy újabbat vagy épp csak megmurdel a régi és már nem tudjuk beszerezni, akkor ettől ne váljon elavulttá a printerünk (=groovemount).

Direkt hajtású extruder

Ebből is megpróbálunk egy all metal változatot használni: vagy a lengyel Tytan3D Goliatja lesz az, vagy esetleg egy Bulldog XL. Egy dolgot tartunk majd szem előtt: bármit is választunk, Nema 17-es léptetőmotor hajtsa és bowden vezesse az extruderbe a nyersanyagszálat.

Fűtött tárgyasztal (és az ő összes nyűgje)

Ez sem kérdés – kötelező. Az ideális fűtés egy 24 V-ról üzemelő szilikon fűtőlapos szendvicsszerkezet lesz, vagy esetleg ennek a 12 V-os, picit lassabb tesója. Az Ultimakeren most a 24 V-os verzió van fent, ami brutálisan gyors és nagyon egyenletesen fűt. Meglátjuk, hogy találok-e beszerzési forrást. Az is kérdéses még, hogy legyen-e fém a tárgyasztalban, illetve hogy mechanikusan rögzítsük-e a legfelső réteget vagy inkább magas hőmérsékleten is tartó kobalt-szamárium mágneseket használjunk, amin gyorsabban és könnyebben cserélhető a nyomtatási felület?

Automata tárgyasztal kalibrálás

Ez egy nagyon fogós ravasz kérdés! Ahhoz, hogy a tárgyasztalt ne kelljen állandóan beszinteznünk, egy úgynevezett proximity szenzort kell az olvasztófej mellé építeni, amivel megméretjük az olvasztófej által bejárt sík és a tárgyasztal síkjának eltéréseit. A proximity szenzorok fémet érzékelnek, főleg az acélt szeretik, de azért megy nekik az alumínium is, csak közelebbről. Szerencsére már találtam olyat, amelyik ~7 mm-től képes látni. A rengeteg research közben azonban ráakadtam egy másik, félautomata, ám zseniális kalibrációs megoldásra – az Ultimakeren már használom a “kistesóját” és azt kell mondjam, hogy tökéletesen működik. Jelenleg azt gondolom, hogy intergráljuk majd mindkét megoldást 🙂

Hőkamra

Talán az egyik legfontosabb tulajdonság, ami nélkül neki sem állnék az egésznek – miatta lesz t-slot profilból a váz és akrilból a falak. Ha nincs hőkamra és nem tudsz 70 ℃-t csinálni, akkor akármit teszel, a genya ABS bizony fel fog kunkorodni. Persze lehet ABS juice-szal és egyébb anyagokkal fokozni az ojjektum tapadását, ám ez kétélű fegyver: amikor kész a print, azt el is kell távolítanod a tárgyasztalról egy darabban és én ezzel nem akarok semennyit sem szenvedni. Ki akarom emelni egy mozdulattal a tárgyasztalt, rátenni egy erre a célra tervezett hűtőfelületre, hogy olyan gyorsan lehűljön, amennyire csak lehet és a kihűlt tárgyasztalról egy könnyű mozdulattal akarom roncsolásmentesen leszedni a kész modellt. Már megtaláltam a fűtőelemet, fejben nagyjából kész a konvekciós levegőkeringtetés is, a hőszabályzó is itt van mellettem bedobozolva, csak tesztelni kell 😉

Belső megvilágítás

Nem kérdés, 6500 K hidegfehér ledek kellenek, ám a böszme hosszú ledcsík helyett valószínűleg pár SmartArray led blokkot használunk majd.

Porszűrő a nyersanyagtovábbításnál

Ez egy kis dobozkába gyömöszölt szivacs, mondjuk, hogy kész van 🙂

Computer függetlenség

Ezt egy Raspberry Pi és egy OctoPrint disztró lefedi, de jelenleg annyira bele vagyok szerelmesedve a Simplify 3D szoftverbe, hogy ez lehet, hogy az első körből kimarad.

Hogyan tovább?

Van még nyitott kérdés bőven, ideömlesztem őket, javarészt magamnak – jó idejekke ezekkel fekszem/kelek. Ha valamit nem értesz, de érdekelne, commentben kérdezz, mesélek szívesen – ha pedig ötlet/javaslat van, azt is nagyon szívesen veszem és a neved a végén természetesen megy a printer tervezői közé 🙂

• Elfogadható árú t-slot aluprofil forgalmazót kell találni, aki méretre vágva szállít.
• Érdemes-e elkölteni ~300 EUR-t vízhűtésre, vagy legyen mindenen ventillátor inkább?
• Le kell tesztelni, hogy a konvekciós légmozgás elég-e az aktuálisan nyomtatott ABS réteg hűtéséhez (valamint nem fog-e layer bonding problémát okozni ez a megoldás), vagy muszáj lesz a hotendet szállító kocsira ventillátor foglalatot építeni. Ha csak az utóbbi lesz működőképes, akkor ki kell okoskodni valami általánosan használható szigetelést is a hotendekre.
• Nyomtatófelületnek meg kell próbálni méretre vágott üvegszál erősített poliether-imid lap értékesítőt keresni – ha ez nem megy, akkor marad az üveglap + 3M 468 + PEI kombó.
• Ideális esetben találunk olyan gyártót, aki egyedi méretre és formára képes törpefeszültségről üzemelő szilikon fűtőelemet készíteni akár kis darabszámban is. Ha ez nem megy, akkor maradnak a standard méretek és újra kell gondolni a félautomata kalibráló mechanikát is.
• A tárgyasztal szilikon fűtőeleme alá 170 ℃-t bíró vékony (2-5 mm) szigetelőlapot kell találni – az AeroGel megoldás lehet, de sajnos porol, jobb lenne erre a célra egy kerámiaszövet.
• El kell dönteni, hogy a végállás szenzorok mágneses hall effect szenzorok legyenek, vagy inkább optikaiak (a mechanikusakat már kizártam, utálom mindet, amit próbáltam).
• Z tengely mozgatásánál maradjunk a hagyományos trapézanyánál, vagy próbálkozzunk meg a karbantartást nem igénylő DryLin trapézanyákkal?

A következő posztban már remélhetőleg ízekre tudjuk szedni a készre tervezett mechanikát – stay tuned! ]]>