3D dílna

39. Repraper dílna

13. 1. 2017 Od Viktor Hollmann

Byť u Muzea byly víc než čtyři centimetry sněhu, první letošní dílna byla velmi slušně zaplněna. První část dílny jsme věnovali základům použití programu OpenSCAD při návrhu parametrického modelu, druhou část jsme pak věnovali problémům při 3D tisku.

39-repraper-dilna

Základy použití OpenSCAD – sněhová vločka

První část dílny tvořila přednáška Petra Bláhy o zásadách tvorby modelů v programu OpenSCAD a o výhodách a vlastnostech tohoto parametrického CADu. Postup tvorby 3D modelu byl demonstrován na modelu sněhové vločky, který si zde můžete stáhnout.

Mezi hlavní výhody programu OpenSCAD patří jeho parametričnost, což v praxi znamená, že na začátku kódu můžeme mít definovány různé paramtery jako jsou například velikost modelovaného objektu, počet jeho částí, šířku extruze a mnoho dalších parametrů. Pokud v budoucnu dospějeme k potřebě některý z těchto parametrů modifikovat, pak je velmi jednoduché tento parametr snadno změnit a samotný OpenSCAD se při generování modelu postará o potřebné přepočty a vygeneruje nám správný díl. Toto jsme si ukázali v několika názorných příkladech jako je výška vločky, počet jejích ramen nebo zakončení segmentu vločky, kdy v základu bylo počítáno se šestibokým válcem, který jsme následně změnili na kulatý tvořený 32 segmenty kruhu.

Samotná sněhová vločka je tvořena z několika částí (ramen), která jsou tvořena ze shodných základních dílů u nichž se mění pouze jejich velikost, tedy délka. Tyto části jsou pak následně postupně generovány a otáčeny o příslušný úhel tak, aby výsledný tvar vločky, složený z jednotlivých segmentů, uzavřel kruh.

Základním stavebním prvekm vločky je hranol zakončený válcem (modul rameno):


// modul rameno1 používá jednoduché složení kvádru a válce, který je posunut
// o délku ramene tak, aby vytvořil zaoblený konec ramene

module rameno1(sirka=2, delka=10, vyska=2) {
translate([0, delka, 0]) cylinder(d=sirka, h=vyska, $fn=32);
translate([-sirka/2, 0, 0]) cube([sirka, delka, vyska]);
}

Z tohoto základu pak tvoříme jednotlivá ramena vločky:

// prostřední část ramene vločky
rameno1(sirka, velikost, vyska);
// vnějsí paprsky vločky
translate([0, velikost*.8, 0]) {
rotate([0,0, 50]) rameno1(sirka, velikost*.2, vyska);
rotate([0,0,-50]) rameno1(sirka, velikost*.2, vyska);
}
// prostřední paprsky vločky
translate([0, velikost*.6, 0]) {
rotate([0,0, 50]) rameno1(sirka, velikost*.3, vyska);
rotate([0,0,-50]) rameno1(sirka, velikost*.3, vyska);
}
// vnitřní paprsky vločky
translate([0, velikost*.4, 0]) {
rotate([0,0, 50]) rameno1(sirka, velikost*.4, vyska);
rotate([0,0,-50]) rameno1(sirka, velikost*.4, vyska);
}
// středové vyplnění vločky
translate([0, velikost*.2, 0]) {
rotate([0,0, 60]) rameno1(sirka, velikost*.2, vyska);
rotate([0,0,-60]) rameno1(sirka, velikost*.2, vyska);
}
// očko na konci ramene vločky - k zavěšení na háček ;-)
translate([0, velikost+2.5, 0]) {
difference() {
cylinder(d=6, h=vyska, $fn=6);
translate([0, 0, -1]) cylinder(d=3, h=vyska+2, $fn=6);
}
}

A z jednotlivých ramen, patřičně otočených, pak celou vločku.

Program OpenSCAD je zdarma uvolněn pod licencí GPL v2 a je dostupný na své domovské stránce www.openscad.org pro systémy MS Windows, MacOS a významné linuxové distribuce jej mají přímo ve svých repozitářích.

3D poradna – první filament a teplota tisku

Ve druhé části již probíhala „klasická“ poradna. Znovu se probíraly problémy s tiskem PLA v celokovovém hotendu (viz minulá dílna) a dále, jaký filament je pro první pokusy optimální. Z naší zkušenosti vyplývá, že optimální filament pro první tisky by měl splňovat tyto dva požadavky:

  1. Mělo by jít o čistý materiál bez jakýchkoliv příměsí a barviv. Vybírejte proto materiál „Natural“, který žádná barviva a příměsi neobsahuje.
  2. Dále by mělo jít o filament od dodavatele, který kvalitu své výroby opravdu pečlivě kontroluje a který takovou kontrolu pouze nepředstírá. A raději ani neuvažujte o filamentu, u kterého vám prodejce není schopen či ochoten sdělit, kdo filament opravdu vyrábí, neboť i když jednotlivé reference se zdají být k jednomu jedinému filamentu, mohou se týkat několika naprosto rozdílných materiálů (podle toho, kde daný prodejce zrovna nakoupil nejlevněji).

I když koupíte tiskárnu sestavenou a odladěnou a dostanete i nastavení pro váš slicer, neznamená to, že vaše první výtisky budou dokonalé. Velmi záleží na prostředí, kam tiskárnu umístíte (okolní teplota, proudění vzduchu), jaké modely budete tisknout, atd. Proto je vhodné začít tisknout s co nejjednodušším modelem a ověřeným filamentem. Pokud si tiskárnu stavíte sami (a ať již ze stavebnice, nebo si všechny díly zajišťujete svépomocí), nabývá „pevný bod“ v podobně jednoznačného filamentu na důležitosti.

Experimenty s filamentem si zkrátka raději nechte až na dobu, kdy budete bravurně tisknout. Ale i během experimentů mějte k dispozici i filament, který pořádně znáte. Snadno totiž zjistíte, zda problém s tiskem způsobuje nový filament, nebo porucha na tiskárně.

Druhý řešený problém se týkal nespojených vrstev ABS. Byť tisk probíhal při 245 °C, vrstvy nedržely u sebe. Filament je přitom správně podáván – extruder nepřeskakuje. Ostatně, i PLA se na dané tiskárně musí tisknout při vyšších teplotách, než doporučují výrobci filamentu.

Toto může být způsobeno několika důvody:

  1. Chybným výběrem termistoru ve firmware tiskárny. Ne každý dodavatel stavebnic totiž kontroluje, aby použité termistory měly vždy stejné charakteristiky. Proto je tedy nutné zkontrolovat, zda typ termistoru a jeho charakteristika opravdu odpovídá typu termistoru, který je nastaven ve firmware.
  2. Druhým důvodem pak může být příliš nízký vstupní odpor analogového vstupu kontroleru ATmega 2560. Jde o to, že neoriginální klony Arduina Mega mohou být postaveny na obvodech, které jsou sice funkční, ale jejich parametry neodpovídají datovému listu. Při troše štěstí a experimentování je možné najít takovou charakteristiku termistoru, která bude tomuto nižšími vstupnímu odporu odpovídat, v horším případě je nutné vyměnit elektroniku s čipem ATmega 2560.

Správnou charakteristiku termistoru lze nejlépe zkontrolovat externím teploměrem (nejlépe kontaktním a s rozsahem alespoň do 300 °C), 3D Aréna si pro testování termistorů a změření jejich charakteristik připravila speciální přípravek.

Štítky3D dílna