3D Tisk - podpěry

Zlatnictví AA
Udělal jsem několik testů  s 3D tiskem  s různými podpěrami .
Tiskl jsem talířek  :  průměr 30mm , výška  7mm, stěna 1,5mm,  k němu jsem vymodeloval  podpěry různé šíře , tvaru a množství.

T1 -  tisk se  nepovedl podpěry popraskaly ( moc tenké  0.5 mm , je jich málo ) talířek se nedotiskl .



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T2 - druhý pokus je již lepší , ale podpěr je málo a mají nevhodný tvar. Podpěry 1.0 mm .





--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T3 - tisk je v pořádku, podpěry jsou  již dost pevné , možná příště bude stačit podpěr o něco méně . Průměr podpěr je 1.2 mm .



 Všechny tři testy, pohled zhora :

Zlatnictví AA  Blog

3d Tisk - Vana

3d Tisk (DIY)   - vana na polymer.
Největším problémem pří stavbě 3D tiskárny je vyřešit přilnavost (přilepování )tisknutého modelu na spodní projekční plochu (dno vaničky).

(A)

Nejpoužívanější způsob je vyrobit dno vaničky ze skla (nebo plexiskla ) a následně na sklo nanést vrstvu „Sylgard“ , folii FEP nebo jinou separační vrstvu ,tato vrstva snižuje přilnavost a umožní odtržení polymeru pro tisk další vrstvy . I s použitím vrstvy , která působí na polymer jako inhibitor (způsobí že v nepatrné vrstvě nedojde k polymeraci a vrstva se nepřilepí) jsou přilnavé síly poměrně značné .

Dochází k ulomení (přetržení ) tisknutého modelu a často i k poškození separační vrstvy .

Z tohoto důvodu je potřeba použít k odtržení ještě jiný mechanismus.

1: udělat vaničku odklápěcí , a tím zajistit postupné odloupnutí vrstvy .

Tuto variantu 3d Tisk jsem zkoušel , avšak i přes mnoho zkoušek a poměrně dlouho dobu testování

se nepodařilo dosáhnout uspokojivého výsledku – nepodařilo se tisknout mnoho  vrstev , aniž dojde k přilepení a následnému přetržení modelu nebo k poškození separační folie.

2: vaničku udělat posunovací , vrstva Sylgardu je jen na ½ vaničky a při posunu nad dno bez

Sylgardu se model snadno odloupne . Tuto variantu jsem nezkoušel a nemám s ní zkušenosti .

Navrhl ji a úspěšně odzkoušel B9Creations .

(B)

Další možností je na dno vaničky místo skla a Sylgardu použít jenom folii .

Folie nahradí sklo i separační materiél Sylgard , takže současně vytváří nosnou a těsnicí funkci .

(musí utěsnit a udržet , aby nedošlo k protržení a následnému vytečení polymeru )

Tuto variantu jsem použil , odzkoušel a napíšu o ní někdy příště .

                        
Zlatnictví AA

Řídicí jednotka - 3d Tisk

Nejčastěji používaná elektronika k řízení DIY tiskáren (3d Tisk )  je deska " Arduino ".
Další možností je použít řídicí desku k  řízení CNC strojů.
Já jsem se rozhodl použít sestavenou a oživenou desku používanou k řízení 3os CNC strojů .

S počítačem je propojená přes sériový port a k ovládání se snadno  implementují řídicí příkazy do ovládacího programu . Ukázka příkazů pro jeden krok (tisk jedné vrstvy 0,056mm ):

                                    com.write("!0V4000\r !0A10\r !0L1600\r")       # jede nahoru
                                    com.write("!0V4000\r !0A100\r !0L-1577\r")    # jede dolu

1 Specifikace
• HW interpolační jednotka s výkonem 15 000/50 000/100 000 pulzů/s ve 3-osém pohybu.
• Vnitřní buffer pro 64 vektorů, max délka vektoru +- 2147483647 kroků
• Řízení krok/směr
• Připojení k PC přes RS232 (USB přes opticky oddělený převodník GRAVOS USB-232)
• Komunikační rychlost 38 400/115 200Bd
• 3 vstupy pro referenční spínače
• 1 relé výstup s použitím pro spínání (max 24VDC, 1A) např. vřeteno, laser , odsávání,
chlazení atd.
• LED signalizace Power, Data, Run, Rele, RefX, RefY, RefZ
• Napájení 9 – 12VDC
• Odběr max. 150mA (při 12V)

Zde je odkaz na stažení programu.

Zlatnictví AA

Příprava modelu - 3d Tisk

Pro správný 3Dtisk je potřeba mít perfektně připravený 3d model.
Model .stl musí  být dokonale "vodotěsný "  a nesmí obsahovat žádné volné hrany .
Před převodem modelu do formátu .stl je třeba model důkladně analyzovat .
Skutečnost že není model v pořádku není na první pohled  vůbec viditelná ale tiskárna 3d model nevytiskne správně viz .foto . U takto vytisknutého model  se velice těžko zjišťuje kde je problém .
(než člověk získá zkušenosti ) a často je to způsobeno volnými hranami , nebo není vodotěsný .
http://wiki.mcneel.com/rhino
Je lepší na tiskárně netisknout online , ale nejprve uložit jednotlivé šablony jako obrázky ".png"
ty ručně kontrolovat a pak teprve tisknout .

Nepovedený tisk

3d Tisk - parní turbínka

Výroba šperků z 3D modelu (3D Tisk)

Zlatnictví AA 3D modelování

Stříbrný odlitek - 3D Tisk

3D Tisk - stříbrný šperk .

 Vytisknutý model na 3dTiskárně  zaformuji do silikonové formy ,používám  ACC silicones MM 940. Pomocí této formy udělám potřebný počet voskových  kopií modelu.
Tyto voskové modely odliji ze stříbra nebo zlata do sádrové formy technologií známou pod názvem
" Odlévání do ztraceného vosku " .

KATALOG 3D modelů : http://zlatnictvi-aa.cz/17-3d-tisk

Odlitek stříbrného modelu

3D model (Rhino)

3D model (Rhino)

3D model (Rhino)

Zlatnictví AA

3d Tiskárny - cena

Cenový rozpis materiálu potřebného na stavbu 3dTiskárny:

6000  -    Projektor (použitý nákup na Aukro )

1300  -    3f krokový motor

2500  -    Driver krokového motoru

1850  -    Řídicí deska Tiskárny

1000  -    Napájecí zdroj

5000  -    Lineární vedení

1300  -    Konstrukční materiál

1000   -   Software ( řízení tiskárny přes sériový port počítače )

      0 -     Software - OpenSource ( příprava 3d modelu , zhotovení šablon)

_____

19950 Kč – Celkem materiál potřebný na stavbu tiskárny .

                  V případě zakoupení nového  kvalitního projektoru se náklady zvýší cca o 15 000 Kč .

V současné době běží na internetu dvě kampaně na prodej nízkonákladových 3d Tiskáren ( DIY High Resolution 3D Printer ) . 

První  KICKSTARTER ...
Druhá http://www.kickstarter.com/projects/

Odkazy :https://docs.google.com/presentation

Srdce výška - 18mm , rozlišení  - 0,060 mm , doba tisku cca - 1,5 h

KATALOG 3D modelů : http://www.zlatnictvi-aa.cz

3dTisk

Foto z posledního tisku po upravě elektroniky.
 3d tisk je již v dostatečné kvalitě pro použití ve zlatnictví .  Zatím vytisknuté 3dmodely nejdou přímo odlévat technologií do ztraceného vosku , vhodný polymer je  ve vývoji . Vytisknutý model jde zaformovat do silikonové formy , potřebné pro zhotovení voskových modelů  k odlití šperku ze zlata nebo stříbra.

Rychlost tisku cca 1cm/h , rozlišení cca 0,056 mm .
Tisknout jde v kvalitnějším rozlišení  0,030mm , ale čas pro tisk je pak zhruba dvojnásobný ,
nebo jde nastavit rozlišení  0,090mm a doba tisku je úměrně kratší .

Zlatnictví AA Blog

Projektor

Zlatnictví AA
Pro 3Dtiskárnu používám projektor  Acer  X1260P  , projektor má jen drobnou úpravu objektivu pro zkrácení ohniskové vzdálenosti . Vzdálenost objektivu od projekční plochy je 7 cm .
Při použití vlastní kompozice polymeru  - VA1 _50 - jsou expoziční časy pro jednu vrstvu 17 - 18 s .
Tloušťka jedné vrstvy je 0,05mm .

v - 11 mm

v - 11mm

v -13mm

24x10x5 mm

24x10x5 mm

3d Tisk

Pro tisk používáme vlastní kompozici polymeru.

3D model s podpěrama

Doba tisku jedné vrstvy o tloušťce 0,05mm je 25 - 30 s ,
Pro model s jemnými detaily (foto) je nastaven čas 30s.  Pro tisk modelu bez jemných detailů je čas o několik vteřin kratší . Nafocený model je vytisknut z 260 vrstev  , celý tisk  trval 2h 10min .
TyranosaurusRex měří od čumáku k ocasu 35mm .
Spotřeba polymeru na jeden model je 0,5 - 1g ,
podle velikosti modelu ,  na tento model je potřeba 0,6g polymeru . Nespotřebovaný polymer se uchovává ve tmě a jde použít k dalšímu tisku .
Cena kompozic polymerů :  testovací sada -
- 850 Kč/ 0,5kg.
Zlatnictvi-aa.cz

Vytisknutý 3D model

Polymer

Model zhotovený v 3D modelovacím programu " Rhinoceros " nebo  jiném 3Dprogramu ,
je uložen do  .stl souboru , s kterým umí pracovat speciální program   ( např. Slicer ). 
Ten připraví model k tisku . 

Polymery používané k tisku  jsou směs metakrylátových monomerů ,
jejich vzájemnou kombinací se dosahuje různých vlastností hotového modelu .
Součástí směsí je fotoiniciátor  , podle typu přidaného fotoiniciátoru je možné vytvrzovat pryskyřici určitou vlnovou délkou světla ( UV , modré , zelené světlo).
Výběrem fotoiniciátoru se nastaví doba expozice jedné vrstvy .

Hotový přívěs (1) - bílé zlato

Hotový přívěs (2) - bílé zlato

Vytisknutý model  - 60vrstev - 0,10mm vrstva

Velikost přívěsku cca 1 x 1 cm


Zlatnictví AA