среда, 29 октября 2014 г.

3D-принтеры и Чубайс

24 Октября меня пригласили в ФабЛаб на встречу с Чубайсом.
Поскольку моим главным  увлечением является технология 3D  печати, то я решил сходить и посмотреть отношение сильных ( и богатых) мира сего к данной технологии, а заодно определить для себя перспективы развития этого направления с точки зрения предпринимательства.
В течение часа Чубайсу и его сопровождающим, а их было не мало, показывали оборудование, установленное в ФабЛабе, рассказывали о делах студентов, проектах сделанных и неосуществленных (то есть перспективных).
Показывали и 3D-принтеры в работе, в том числе и RobbyHobby.
Особого восторга я не заметил, но и желания поскорее закончить - тоже.
Во всяком случае, если бы мне было нужно смотреть на то, что мне неинтересно, то я целый час не выдержал бы.
Подробнее можно почитать здесь:http://www.spbstu.ru/news/2014_10_24/2014_10_24.asp

Поскольку лично мне от  Чубайса ничего не нужно, то по итогам  встречи я сделал следующие выводы:  продолжить работы по теме 3D- печати в том направлении, что и раньше (разработка устройства с характеристиками, отвечающим требованиям контрактной печати).

понедельник, 20 октября 2014 г.

HEAT BED - ПРОСТОЙ И НАДЕЖНЫЙ

HEAT BED - ПРОСТОЙ И НАДЕЖНЫЙ

99% 3D-принтеров (а может и больше) имеют безкорпусную конструкцию, и работают с пластиком АВС, как с самым распространенным, недорогим и технологичным материалом. Без хорошей горячей площадки получить изделие приличного качества в этом случае невозможно. По моему мнению, HEAT BED является второй по важности частью принтера после качественного экструдера.  Принтеростроители разработали множество вариантов нагревателей платформ, и я тоже придумал свою версию.
Прежде всего, каким требованиям должна отвечать эта деталь принтера?
1.      Поверхность площадки должна быть максимально плоской и жесткой.
Для себя я пользуюсь следующим простым правилом; в первом приближении ошибка (допуск, люфт, и т.д.) должны быть 1 к 10 от диаметра сопла. То есть, если я делаю рабочий стол для принтера с соплом 0,5 мм, неплоскостность поверхности по всему рабочему полю не должна быть больше чем 0.05 мм.
2.      Нагреватель должен обеспечивать прогрев до рабочей температуры и равномерность нагрева по площади за приемлемое время (желательно, за время, соизмеримое со временем прогрева экструдера).
3.      Рабочая поверхность должна обладать хорошими адгезивными свойствами по отношению к рабочему материалу и быть быстросъемной.
4.      В случае повреждения или перегорания ремонт должен быть максимально простым.
5.      Рабочая площадка должна иметь эстетичный внешний вид.
Самые известные нагревательные элементы для столов сделаны как печатные платы, путем травления дорожек. Работают они неплохо, но у меня к ним возникли следующие претензии:
1.      В случае перегорания ремонту не подлежат, а такое случалось несколько раз. Если происходит подтравливание фольги под цапон-лак или фоторезист, то в этом месте дорожка и прогорит когда-нибудь.
2.      Пайка к дорожкам не дает положить стекло (рабочую поверхность) на всю площадь нагревателя.
3.      При нагреве он выгибается и может произойти отслоение дорожек.
4.      Не слишком эстетично выглядит, даже если это заводское производство.




Сейчас я делаю HEAT BED так;
1.      Нужен ровный алюминиевый лист толщиной 0,8- 1,0 мм. Продается в « Максидоме».
Из него вырезаем заготовку нужных размеров. Резать ножницами нельзя, кромки будут погнуты. Я режу с помощью резака- царапалки (переточенное сменное лезвие для строительного ножа, удобно работать с мягкими металлами и пластиками).

2.      Так же нужно: 2 куска картонки, обойные гвоздики, самоклеящаяся алюминиевая лента и провод МГТФ 0, 07. Его сопротивление по моим подсчетам равно 0,2564 Ом/метр.  (я рассчитываю длину из сопротивления нагревателя 1,1 Ом)
3.      Рассчитываем нужную длину провода и геометрию его укладки на поверхность нагревателя, складываем вместе 2 картонки и протыкаем гвоздиками. Получится кондуктор для укладки спирали нагревателя.

4.      Отрезаем полоски алюминиевой самоклейки длиной больше, чем будущая площадка сантиметров на 6, отгибаем защитную бумагу с краев на 1 см, и клеим на картонку ЛИПКИМ СЛОЕМ ВВЕРХ.


5.      Покрываем таким образом всю поверхность, где будет лежать провод.


6.      Укладываем провод зигзагообразно между гвоздиками и приглаживаем с помощью кусочка фторопласта. Хвосты для выводов нагревателя закрепляем кусочком клейкой ленты.

7.      Разъединяя две картонки, удаляем гвоздики.

8.      Накладываем сверху алюминиевую пластину по намеченным точкам и плотно прижимаем, но не продавливаем, после чего отклеиваем выводы и обрезаем ножом фольгу от картонки.


9.      Отделяем нагреватель от кондуктора и приглаживаем алюминиевую фольгу с помощью кусочка фторопласта.

10.  После этого подпаиваем провода питания и защищаем с помощью термоусадки.






11.  Этим же алюминиевым скотчем приклеиваем термодатчик на середину нагревателя.
12.  Рабочую поверхность я делаю из стекла 2 мм. Такое стекло быстро прогревается и при этом не трескается. Годится для площадок размером до 30х30 см.


13.  Под нагреватель следует подложить теплоизоляцию (она же выполняет роль прижима нагревателя к стеклу). Я делаю теплоизоляцию из минерального войлока, продается в магазинах печи - камины. Не следует набивать теплоизолятор под нагреватель плотно, есть все шансы, что он выгнется бугром вместе со стеклом. К тому же, теплоизолятором является не сам минеральный войлок, а воздух между его волокнами.

14.  Собираем стекло, нагреватель и теплоизолятор в один пакет с помощью канцелярских прищепок и крепим прищепки с помощью винтов к основанию. Я делаю его из ламинированного МДФ подходящего размера. Влагостойко и аккуратно. Выводы защищаем с помощью автогофры 4 мм, а сам хвост крепим к основанию HEAT BED с помощью кабельной клипсы.


Технология позволяет за полдня сделать 9 нагревателей.
Если промахнулся с сопротивлением нагревателя и он долго греется, то ничего не стоит снять пару витков.
За три года ни один нагреватель не сгорел!

По поводу металла- одно время в продаже алюминиевых пластин не было, и от безрыбья я купил оцинкованный подоконник, разрезал его и сделал нагреватели. Результат оказался неожиданным- HEAT BED работал лучше, чем алюминиевый, нагревался быстрее и температуру по рабочему полю держал ровнее. Я объясняю это тем, что оцинкованное железо имеет меньшую теплопроводность чем алюминий и тепловые утечки по кромкам нагревателя существенно меньше. Возможно, что нагреватель из нержавейки будет работать ещё лучше, надо проверить. 

понедельник, 13 октября 2014 г.

Автоматическое исправление ошибок STL файлов

Это сообщение опубликовано для того, чтобы не искать инструкцию. Сейчас найти информацию подобного типа не составляет труда. 

Почему важно говорить о теме исправления ошибок в STL файлах? Дело в том, что если даже Ваша модель и выглядит на мониторе идеальной, в нее все равно могут закрадываться небольшие ошибки. Это, в свою очередь, может привести к тому, что Вы распечатаете дефектную модель, а может даже и этого Вам не удастся сделать.
Главным образом, в данной статье будет уделено внимание работе с бесплатной программой netfabb Studio Basic. На самом деле все очень просто, но все же некоторые пользователи могут столкнуться с некоторыми проблемами в ходе использования данного софта. Стоит отметить, что часто (вплоть до 95 процентов случаев) Вы будете использовать автоматический режим. Иногда также можно корректировать вручную или же в полуавтоматическом режиме. Так что netfabb позволяет Вам, как правило, не углубляться в детали stl модели.




Вот Ваш алгоритм действий
1. Закачка необходимых файлов, запуск netfabb для начального анализа.
2. Стандартный анализ.
3. Внесение изменений в файл.
4. Принять и сохранить.
5. Экспортировать исправленный файл STL, как новый.
6. Печать.
Как закачать STL файл и начать анализ?
Выбираем в меню выбрать вкладку Project и в открывшемся подменю нажимаем Open. Далее netfabb автоматически запускает предварительный анализ файлов. Это делается для того, чтобы определить возможные проблемы в ходе 3D-печати.
Очень удобным является то, что софт сам найдет большинство ошибок. При этом Вы будете оповещены большим восклицательным знаком в правом нижнем углу экрана.

В том случае, если оповещения об ошибке не произошло, то можно сразу же начинать печать.
2. Стандартный анализ.
Логичным этапом после выявления ошибки является более глубокий анализ. На верхней панели инструментов нажимайте значок, похожий на круг с увеличенным сегментом. Далее выбирайте опцию Standard Analysis. После этого программа окрасит участки модели с ошибками в иной цвет.

Информационная панель, которая расположена справа, показывает общие характеристики модели, а также показывает проблемные зоны. Но самым важным является, наличие или отсутствие незамкнутых поверхностей. Также нужно обратить внимание, есть ли в проекте полигональная сетка (меш), выгнутые наизнанку грани.

Конкретно в данном примере незакрытые поверхности окрашены красным цветом. Чем это грозит? Большинство три- D принтеров откажется от работы с таким проектом. Те же, кто и согласится на такую темную работу, скорее всего допечатают Вам какой-нибудь ненужный элемент. Еще одной существенной опасностью является неправильный расчет цены печати модели.
После этого можно попробовать автоматически решить все проблемы.
3. Внесение изменений в файл.
Для этого нажмите на значок красного креста, расположенный на верхней панели инструментов, возле кнопки анализ.

Далее появится еще один слой. Данное изменение можно посмотреть в информационной панели справа под пунктом  Part Analysis. Также можно заметить, что появляется нижняя панель с новыми опциями и дополнительной информацией.
Посмотрите теперь вниз панели: там находится кнопка Automatic Repair.

Нажимайте ее и начнется автоматическая корректировка. Затем выбирайте опцию Default - она предназначена для того, чтобы установить значения по умолчанию.
Узнать на какой стадии находится процесс исправления можно, посмотрев на нижнюю часть информационной панели, а именно на строку состояния. Программа задействует целый комплекс алгоритмов, позволяющих скорректировать модель. В связи с этим продолжительность процесса будет зависеть от количества найденных ошибок.
Нажмите кнопку Update во вкладке Status, когда процесс завершится. Еще рекомендуем Вам глянуть на таблицу, которая находится здесь же. Проверьте, соответствуют ли значения незакрытых краёв, вывернутых на изнанку граней (инвертированных нормалей), и отверстий нулю.

4. Принять и сохранить.
Официальным окончанием проекта является сохранение изменений в исходном файле. Чтобы это сделать, нажмите кнопку в нижнем правом углу Apply Repairs. По итогу уберутся слои анализа и исправления. После Вы увидите зеленую модель без красных отметин. Также у Вас появится возможность правильно рассчитать объем, а значит, и стоимость проекта.

Может возникнуть ситуация, когда модель не полностью зеленая.  Придется Вам исправлять что-то вручную.
5. Экспортировать исправленный файл STL, как новый.
Функция SAVE сохранит данные, как проект. Мы создаем чистый STL файл.


Для этих целей выбирайте опцию Export as STL во вкладке Part главного меню. Как и обычно, возникнет новое окно.
Проверяйте имя файла и его расположение.

После нажатия на Save, появится новое диалоговое окно с анализом создаваемого файла. Также здесь будет указываться наличие возможных ошибок. Зачастую это случается по следующей причине: формат netfabb содержит гораздо больше информации, чем STL, вот почему часть исправлений могут не перенестись в новый файл. Можно еще раз попробовать автоматическое восстановление.  Нажмите кнопку Repair при возникновении проблем во время осуществления экспорта.
Красный крестик будет заменен зеленой галочкой в случае успешного завершения процесса.  В случае дополнительных проблем попробуйте экспортировать файл несколько раз, пока не добьетесь зелёной галочки или, как минимум, постоянное количество ошибок (в более сложных случаях отмените экспорт файла и попытайтесь исправить файл вручную).
 Нажимайте Export – теперь у вас есть STL файл, полностью готовый для 3D-печати.

вторник, 7 октября 2014 г.

Приветствую всех посетителей, интересующихся 3D-печатью и принтерами.
После четырех лет работы по этой теме, у меня возникло желание поделиться накопленным опытом, достижениями и ошибками.  Ошибок намного больше, чем достижений, но они тоже есть.
Сначала хочется пояснить, почему я вообще занялся изучением вопросов 3D-печати;
Основным моим видом деятельности уже больше 15 лет является печать технической документации по заказу . Обслуживание, ремонт и покупка печатной техники для этих целей и есть моя профессия.
Это и хобби и работа, дающая основной доход.
Если кому-то интересно узнать подробнее об этом, то можно посмотреть на сайте  WWW.COPYRUS.BESTS.RU
Больше 4-х лет назад я наткнулся в сети на тему объемной печати, если конкретно, то на проект FAB@HOME.
Поскольку печатью я занимаюсь профессионально, то я решил, что просто обязан знать , что это такое и с чем его едят, а прочитав тех. документацию на проект, стало понятно, что подобное устройство можно изготовить самостоятельно. Ниша услуг подобной печати тоже стала ясна сразу - любой сервис-инженер знает, какая морока раздобыть вылетевшую шестеренку в копире или принтере. Срок поставки запчастей, если это редкая модель, может быть очень долгим, а цена начинается от 10$. Раньше мы отдавали шестеренки для их изготовления на Техприбор, пока он ещё работал.  Прочие применения – сувенирка, макеты, детали на заказ  и  прочее  пришло в голову позже.
Поскольку  у меня имелся большой запас всякой всячины от умерших копиров и принтеров, то сборка первого образца устройства по мотивам  FAB@HOME началась с использованием этих деталей. Получилось вот такое сооружение.

В принципе, прибор совершал перемещения (очень медленно!), жесткости 8мм. направляющих для работы с маленьким моторчиком в качестве шпинделя было недостаточно для приличной гравировки, а скорости – для печати.
В общем, неудачно для практического использования.
Так же выяснилось, что дрели, ножовки и тисков для того, чтобы сделать прилично работающее устройство – недостаточно. Пришлось покупать всякие станочки и инструменты. За 2 года собралось много всякого важного добра.
А пока у меня не было инструмента, а результата сильно хотелось,  (причем быстро-быстро!) был куплен широко разрекламированный комплект « кулибин » от МНТЦ, тем более  что автор его позиционировал в т.ч. как 3Д принтер.
Это остатки  от чуда техники, железки всегда пригодятся.
Что-то сказать,  кроме того, что из этого можно сделать что-то, которое будет работать как-то, я не могу.
Если кого-то интересует объективное мнение об этом наборе, то можно почитать статью о тестировании данного комплекта в журнале «популярная механика». Хороший журнал для настоящих технарей, рекомендую!
После этого был заказан комплект деталей «PRUSA MEDEL» у Михаила Беляева из Шадринска (RepRap Shop), тогда он начал предлагать детали по очень демократичной даже сейчас цене (800$) и пластик из Нижнего Тагила. А пока посылка ехала ко мне, был заказан комплект корпусных деталей из оргстекла для первого варианта «ULTIMAKER», уж очень мне понравился проект Эрика де Брюина!  Резку заказывал в лазерном центре на Гагарина 2. Вырезали очень точно за неделю, и обошлось в 5500 руб.
Дальше пришел комплект от Михаила, и началась возня со сборкой Прюши. Выяснилось, что собирать на столе можно, а вот настроить раму правильно нельзя. Столешница оказалась кривой! Пришлось настраивать принтер на толстом стекле, иначе оси были не перпендикуляры и не параллельны, подшипники заклинивало, а ремни соскакивали со шкивов. Плюс возникли проблемы с прошивкой из-за непонимания принципов работы. Но спасибо Михаилу, он сумел даже дистанционно наставить меня на путь истинный!  Переделывать и доделывать пришлось довольно много, например, сделать рабочий стол с нагревом (его в комплекте не было), несколько раз переделать конструкцию HOT END-а, HOBBED BOLT, заменить подшипники скольжения на капролоновые, направляющие на алюминиевые по типу IGUS, придумать систему юстировки рабочей платформы и датчика Z, и тому подобное. Тогда же начали выявляться первые проблемы по конструкции экструдера, которые стали для меня главной целью в совершенствовании конструкции принтера (нет хорошего инструмента – и всё остальное даром не нужно!).  В общем, нормальный процесс освоения особенностей новой технологии.
Сейчас эта конструкция является полностью работоспособной и выглядит так;
Использую  его для печати деталей для других принтеров и проведения лабораторных работ по совершенствованию конструкции экструдеров, так что прибор будет менять и внешний вид, и содержание.
Затем началась сборка ULTIMAKERа, при этом использовались  ремни, шкивы, подшипники, моторы и оси от старых копиров. От боуденовской схемы экструдера после трёх месяцев мороки пришлось отказаться. Настроить нормально работу на  пластике АВС 3мм  никак не получалось, поэтому каретку переделал под мотор экструдера, а прежний узел подачи стал работать в роли узла предподачи (это снимает нагрузку с двигателя экструдера, компенсирует трение материала об трубку подачи материала, и существенно улучшает качество печати). Несколько раз переделывал сам узел HOT END-а, экспериментировал с вентиляторами охлаждения. Сейчас принтер работает совершенно предсказуемо и печатает достаточно быстро, свисток можно сделать за 12 минут. Выглядит он так:

После того как я написал в форуме REPRAP объявление с предложением о сотрудничестве по принтеростроительству в Питере, мне предложили вступить в сотрудничество в группе из пяти человек.
Компания подобралась очень сильная – Денис Алексеев - идеолог, Андрей Урбан – технический дизайнер, Андрей Васильев – программист, Дмитрий Давидович – специалист по связям и снабжению, к тому же и владелец дизайн- студии со своим станком лазерной резки. Пока обсуждались особенности проектов принтеров для коллективного изготовления, я соорудил ещё одно устройство для опытных работ по совершенствованию конструкции экструдера принтера. Были использованы материалы из «Максидома», а привод был сделан на тросиках.

Кстати, это устройство было продемонстрировано на встрече с Нилом Гершенфельдом, когда он приезжал в  Питер и Москву на открытие первого ФабЛаба.
За время существования группы было сделано 4 версии 3Д принтеров, и каждая последующая в принципе была чем-то лучше предыдущей, но зато в ней появлялись новые проблемы. Но, так или иначе, две последние разработанные версии было решено запустить в производство мелкой серией и посмотреть, что из этого выйдет.
Это версия «ArtFormer» на выставке Geekpicnic.
А это модель «RobbyHobby».



  
Так проходила резка деталей из оргстекла.

А так выполнялась сборка принтеров для выставки.
Интерес к оборудованию у потенциальных пользователей  проявлялся, но больше не практический, а платонический.
Поэтому было решено попробовать применить комплекты для сборки этих принтеров в качестве учебных. На базе ФабЛаб Политех был создан клуб «3Д-механика», где желающие могли научиться работать с 3д принтером, изучить его устройство и особенности, а так же приобрести самостоятельно собранное устройство по льготной цене.
В ФабЛаб было доставлено 12 комплектов деталей для сборки, из студентов было сформировано соответствующее количество команд, и предложено самостоятельно собрать и настроить принтер до состояния удовлетворительной  (с точки зрения собиравших данный принтер) работоспособности.
После 3-х месячных заездов два раза в неделю для консультаций и руководства сборкой было собрано и доведено до состояния, когда принтер хоть как-то печатает, аж целых три устройства!
В общем, идея себя не оправдала, и к концу года была закрыта, а недоделанные принтеры были распределены среди участников группы.

Вот в таком виде эти принтеры достались мне. Возникнет желание и время - доделаю.
В это же время пришел первый комплект 3Д - принтера « DreamMaker» из Китая.
Везли его в срочном порядке, и потому кое- какие детали в коробку не положили, какие-то были лишними, что- то раскололи, а винтиков насыпали, наверное, на десяток принтеров, с килограмм.
Резка оказалась с некоторыми ошибками, без напильника шасси не собиралось, ходовая гайка по оси Z подклинивала, а шкив подачи прутка пришлось переточить, ну и ещё кое-что по мелочи. Но собрал я его довольно быстро, потому что уже был опыт сборки ULTIMAKER-а.
Получилось вот что:


Через два месяца привезли ещё два комплекта DreamMaker-ов. Китайцы учли наши замечания, и эти комплекты были вырезаны очень качественно, из ударопрочного пластика молочного цвета. Достаточно сказать, что язычки панелей для уменьшения толщины были подвергнуты лазерной гравировке для того, чтобы при сборке не возникало лишних напряжений в материале, и панели не трескались.

Два комплекта я собрал за полтора дня, настраивал ещё два дня.

Приборчики мне понравились, печатают неплохо, но для работы с АВС – пластиком надо делать серьезную модернизацию – устанавливать горячий стол , новый более мощный  блок  питания и менять прошивку.
Так же параллельно со всеми я начал делать собственную серию маленьких относительно недорогих  принтеров. За основу был взят проект « Portabee», он понравился мне своей продуманностью конструкции и хорошо выполненными файлами для печати. Естественно, при реализации проекта, произошли изменения деталей и материалов, использованных в конструкции принтера.
Машинки получились устойчиво и быстро работающими, а пробная эксплуатация в ФабЛаб показала высокую надежность устройства. За полгода работы в руках студентов его не сломали! Думаю, что это показатель надежности.

Таких машинок планировалось сделать 20 штук, для чего у Михаила Беляева было приобретено 20 комплектов печатных плат MAKERBOT GEN3, а в «Элитан» - комплектующие для их сборки. Паял и отлаживал электронику сам. Оказалось не так долго и страшно.
Сейчас в наличии 11 собранных, а 9 уже нашли своих новых владельцев. Я считаю, что если они  звонят только по вопросу – (есть ли катушка пластика?), говорит о том, что их все устраивает.
За время работы в группе мне пришлось поучаствовать более чем в десятке выставок и презентаций.
Вот так мы готовили стенд на Geekpicnic.
А вот так наш стенд осаждали любопытствующие посетители выставки.
А это фантики с различных мероприятий.
Последняя выставка – российский промышленник 1-3 октября 2014г. В «Ленэкспо».
К этому времени группа приняла решение самораспуститься, хотя общаться мы не перестали.
У каждого участника возникло своё понимание целей, путей и методов их реализации в данной теме.
Поэтому сейчас я  занимаюсь сборкой большого принтера, от которого я хочу добиться максимально возможного качества печати за разумное время.
Но об этом я расскажу в следующий раз.