Nějakou dobu používám jednoduchý nástroj na tvorbu krabiček pro 3D tisk. Není to nic sofistikovaného, ale je to instatní a rychlé. Určitě je spousta jiných generátorů [1][2][3] v OpenSCAD, [4] v Pythonu nebo kombinace s AI, která umožní zadat popis v přirozeném jazyce[5]. V naší české kotlině máme nový webový [krabix], který se postupně etabluje a získává na popularitě. Žel, žádný z parametrických generátorů, co jsem vyzkoušel, nebyl úplně ideální; hlavně jsou všechny příšerně komplexní a mně pro tvorbu jednoduchých krabiček na elektroniku nezbylo než si udělat vlastní. Je ve verzi 0.2 a nemyslím, že je potřeba jít dál.
Co umí takový krabičkovač
Výstup v STL pro tisk, výstup ve STEP pro další úpravy v modelovacích programech. Potřebuji jen pár drobností - zadám vnitřní rozměry krabičky. Můžu přidat díry hranaté nebo kulaté, větrací otvory, text a na dně krabičky přidat montážní sloupky. Víčko krabičky je zacvakávací, lze přidat šoubovací verzi víka a přidat dole uši pro přistoubování na zeď nebo pod stůl.
Ke stažení
[krabickovac] je spustitelná aplikace, která s sebou nese všechno, co je potřeba ke spuštění. Pokud by byl nějaký problém, napište. Kontaktní formulář je tady někde kolem.
V balíčku s sebou nese všechyn potřebná knihovny Build 123D i OCP CAD Vieweru, takže je to obrovské.
Na krabičku se díváme ve 2D, vždy na vybranou stranu zepředu. Kolem je pravítko, přidávám prvky nebo pole prvků, můžu s nimi hýbat a umístit je na stěně. Jestli jste někdy používali [RoomArranger], tak logika je stejná. Výsledek je ve 3D, ale my nastavím každou stěnu zvlášť.
Rozpracovanou krabičku lze uložit ve formátu json do souboru s příponou .krab
Uznávám, že Tkinter, který je dostupný v každém Pythonu vypadá jak z Windows 95, ale je to použitelné a nemám důvod to tvořit v něčem jiném.
Vložený prvek lze vybrat a když je aktivní, dají se použít šipky na klávesnici k přesunutí.
nastavení parametrů
Vpravo nahoře píše, co právě dělá - Generuje 3D model - v době kdy posílá model pro zobrazení v 3D náhledu je již na disku uložený STL i STEP celé krabičky.
Spustí si vlastní webový server ocp_vscode, otevře webovou stránku pro 3D náhleded. Otevře grafické rozhraní pro návrh krabičky a na kliknutí zobrazí náhled krabičky ve 3D a zároveň uloží STL pro tisk a STEP pro další zpracování v jakémkoli modelovacím programu.
Při načtení .krab souboru je k dispozici ukazka1.krab
šoubovací víčko a uši k našroubování
sloupky pro šrouby víčka jsou tisknutelné bez podpor
ukazka2.krab
Ruční generování v Pythonu
Ruční spuštění v linuxu nebo windows - gui_nastaveni_parametru.py - je grafické rozhraní pro tvorbu krabičky; umí projekt uložit v json do souboru .krab
Nastavené parametry uložíme do souboru konfigurace.py
Program generator_kabicek.py importuje uloženou konfiguraci a uloží STL a STEP
Jak to funguje uvnitř
Build123d je Python implementace Open Cascade. Díky Pythonu je to výrazně stravitelnější než OpenSCAD.
Podrobný popis podporovaných parametrů ve v souboru test_generator_krabicek.py [stažení]. Vše je podrobně komentováno, ať je jasné jak to funguje. Když se k něčemu vracím po delší době, tak komentáře jsou kotvou i záchranou.
Pro VS Code existuje rozšíření OCP CAD Viewer, které umí zobrazit přímo ve VS Code 3D náhled.
Starosti s Build 123d. Sdílím celý balíček krabičkovače s vším, co potřebuje, abych ostatní dělný lid ušetřil utrpení. Pro aktuální verzi Pythonu nebyla funkční verze knihovny dostupná, tak jsem musel sáhnout do repozitáře mrtvých hadů [6] a lovit tam.
Podrobný popis všech parametrů je v dokumentaci[7].
Krabička pro pájecí pero Miniware TS101. Sdílím s ním nabíječku pro notebook. Po USB-C vyžaduje powebanku nebo adaptér, který je schopen nabíjet notebook [alzapower].
Před lety existoval jeden start-up projekt jménem [FABtotum]. Kolega z Brna si pořídil jejich první řešení s kombinovanou hlavou – frézka | 3Dtisk
Projekt nějakou dobu fungoval, pak zhynul a zůstal pohrobek [OPENtotum], který pořád udržuje funkční firmware použitelý s hardware z prvotních vydaných verzí.
Reálně byl záměr nadčasový – použivá první verzi Raspberry Pi jako webový server, který ovládá celé zařízení.
Řízení motorů řeší FABduino skrze firmware [FABlin]. Má procesor ATmega 1280, přechůdce hojně používaných řešení založených na MCU ATmega 2560.
Záměr byl mít na stole 3D tiskárnu, frézku, laserovou gravírku v jednom zařízení. Nápad skvělý, řešení adekvátní hardwarovým možnostem doby vzniku. Takový projekt by se měl otevřít dnes - mít Bambulab tiskárnu obohacenou o další možnosti prostou výměnou pracovní hlavy – to by bylo snové. Žel dnes dáváme přednost jednoúčelovým strojům. Škoda.
Proč to zmiňuji? Inu, kolega tu věc pořídil, použil jako 3D tiskárnu a pak mu roky zavazela v bytě. Tak krabici převezl ke mně. U mě zavazela na chodbě další dva roky. A pak jsem ji rozbalil...
Navazuji na zde již zmíněné téma – [Rychlejší 3D tisk]. Už umíme řídit tiskárnu rychle a přesně díky firmware Klipper, výrazně jsme omezili rezonance použitím funkce řízením tvarováním signálu. Zbývá vyřešit poslední věc a to, jak roztavit plast dostatečně rychle.
Jedno z možných řešení je zvýšení teploty, ano plast taje rycheji, dá se tisknout velmi svižně, ale bude problém s tiskem převisů a složitějších tvarů, tenkých stěn etc. tedy všude tam, kde je potřeba dobré chlazení při tisku.
Chceme zachovat teplotu tisku a zároveň zrychlit průtok
Jak rychle se prohřeje filament uvnitř trysky a jak to souvisí s jejím tvarem. Tryska CHT rozdělí na tři tenčí prameny, to umožní prohřátí filamentu zevnitř. Filament se rychleji taví a umožňuje rychlejší průtok, tedy rychlejší tisk.
Moje řešení vodního chlazení E3D V6 hotendu, které je tak subtilní, aby se nechalo namontovat místo klasického chladiče bez nutnosti měnit cokoli dalšího na tiskové hlavě.
Proč se tím vůbec zabývat? Pokud chci tisknout filament při vysoké teplotě, velmi pomalu a se spoustou retrakcí/zatažení při přesunu tiskové hlavy; často se stane, že vlákno změkne již v dolní části chladiče, nedokáže přenást tlačnou sílu motoru extruderu, hotend se ucpe a tisk selže. A že se mně to stalo mockrát.
Zahřátý hotend tiskárny vypadá nějak takto. Problém je, že chladič musí být opravdu dobře ochlazený zvláště ve spodní části blízko horké kostky. Když bude mít podložka má 110°C, tisková teplota bude 290°C; tak uvnitř tiskového boxu je 60°C. Touhle teplotou má ventilátor dlouhodobě uchladit chladič?
Jednoduché řešení je například použití heatbreaku s kouskem teflonové trubičky, není to řešení dokonalé, ale přenos tepla na filament je omezen a funguje to.
Vodotěsný tisk, který projde i tlakovou zkouškou. Kompresorem natlakuju a pod vodou nesmí ucházet jediná bublinka. Tisku z CPE HT, tryskou 0.6mm se stopou 0.70mm, extruze 120%, na každém švu se tryska otře zpátky 5mm (wipe distance). Pak expoxid universal, natřu vnitřní i vnější stranu. Stejně tak byl expoxidem vlepen chladič dovnitř. Tlaková zkouška byla úspěšná, tak by to němělo protéct.
První test chlazení – pokus o nahřátí chladiče plamenem. Voda bezproblémů stíhá odvádět teplo tak, že část chladiče, která byla v kontaktu s plamenem zůstala na dotek pouze „teplá.“
Běžná teplota při které tisku PLA je 190°C. Zkušební osmihodinový tisk, materiál PLA, zatažení 1.75mm, minimální posun materiálu, pomalý tisk a teplota 290°C – tedy o sto víc, než je běžné. Tisknul jsem oblíbenou eiffelovku. V celém chladícím okruhu bylo maximálně čtyři deci vody a miniaturní akvarijní čerpadýlko tlačí pouze deset litrů za hodinu.
Předpoklad byl, že kdyby filament změknul již v chladiči, došlo by okamžitě k zaseknutí a ucpání.
Pokud celý tisk proběhne a chlazení opravdu funguje, tak výsledkem bude opravdu hnusně vytištěnávěžička, protože teplota tisku PLA byla záměrně zvolena o 50% vyšší než je běžné. Pokus byl úspěšný; tedy dáme malinko větší čerpadlo, víc vody do okruhu.
Aby bylo možné hotend rozebrat, je nutné chladičem otáčet a vyšroubovat heatbrake. Přibyly dvě spojky v horní části.
Finální řešení zavařovačky s vodou a průchodkami. Ta věc, co trčí dole je místo pro teploměr odchozí vody. Záměr je změřit teplotní rozdíl vstupu a výstupu.
Pro přílišnou roztříštěnost informací, kterými jsem se prokousával na internetových diskusních fórech zkusím popsat svoji zkušenost. Koupil jsem si 3D tiskárnu, která má v popisu od výrobce uvedenu maximální rychlost tisku 180-200mm/s s poznámkou, že maximální rychlost posunu může být 300mm/s. Jenom zapomněli napsat, že uvedené rychlosti jsou reálně dosažitelné, pouze vyžadují pár drobných úprav a více než homeopatickou trošku studia.
Maximální rychlost tisku je určena pouze dvěmi parametry: ad 1) množstvím plastu, který dokážeme v reálném čase roztavit a přesně dávkovat k tisku ad 2) limitem maximální rychlosti, kterou jsme schopni ještě tiskárnu přesně řídit
Krátce Rychlejší 3D tisk. Také se ptáte, zda je možné tisknout rychleji? Ano je. – větší kostka a delší tryska taví plast rychleji – E3D V6 volcano je ideální volba – rychlejší tisk klade vyšší nároky na pevnost kostrukce tiskárny – na otázku Jak řídit rychle a přesně motory tiskrány? – odpoví firmware Klipper
– ano, dá se tisknout rychlostí 200mm/s
Dlouze
ad 1) množství roztaveného plastu, které je k dispozici pro tisk
Rychlejší tisk znamená vyšší průtok tištěného plastu, to znamená, že musíme vyřešit způsob jak tavit plast rychleji a v dostatečném množství.
Nejprve pár základních věcí, které jsou 3D tiskařům všeobecně známé. Tryska obsahuje roztavený plast. Její průměr určuje maximální výšku i šířku vrstvy, kterou lze tisknout. A množství plastu, který tavíme souvisí s rychlostí, přesněji s průtokovou rychlostí tryskou – některé slicery/programy připravující data pro tiskárnu definují rychlost tisku jako MVS maximální objemovou rychlostí, tedy součin výška vrstvy × šířka tištěné stopy × rychlost. Z výše uvedeného MVS je naprosto jasná vzájemná propojenost jednolivých parametrů.
Proto dokážeme horkou část tiskárny tvořenou vyhřívanou kostkou a tryskou popsat jediným číslem – maximální objemovou rychlostí, kterou dokáže protlačit.
Pozor! Je zde možnost, že nastavíme vyšší teplotu trysky a pak budeme tisknout rychleji a budeme počítat s tím, že při vyšší teplotě prostě taje plast rychleji. Tohle řešení použít lze, ale je potřeba brát ohledy na to, co se tiskne. Takž pokud běžně tisknu PETG při 240°C, tak zvednutí teploty třeba o čtyřicet stupňů by mělo umožnit výrazně navýšit průtok plastu tryskou. Tak snadné to ale není.
Rychlost tisku není všechno, zároveň potřebujeme, aby aktuálně tisknutá vrstva stihla vychladnout, než se na ni bude zase tisknout...
Testuji tisk při běžné teplotě doporučené pro tisk filamentu tak, aby bylo možné tisk dobře chladit a dalo se dobře a hezky vytisknout všechno, čeho je tiskárna schopná.
kostku supervolcano si můžu snadno vytořit sám, ze dvou volcano kostek a dvou vyhřívacích těles
Pozor! Pokud běžně používáme 40W vyhřívací těleso, tak navýšení na dvojnásobek může teoriticky způsobit problém, pokud přesně neznáme na jaký výkon je dimenzován náš zdroj; přesněji jaký je spínací mosfet pro vyhřívání hotendu, pokud je vůbec použit (u levných tiskáren bývá spínací mosfet pouze pro vyhřívání podložky, a vyhřívání hotendu spíná přímo deska). Obvykle výměna 40W tělesa za 50W problém není. U dvojnásobku vyřešme řízení vyhřívání raději jinak.
Se supervolcanem jsem neuspěl
S original volcano obří kostkou a tryskou supervolcano jsem hodně experimentoval a bohužel musím říci, že odpor, který klade dlouhá tryska roztavenému materiálu je tak obrovský, že se nedalo rychle tisknout větší vrstvou než 0.20mm. Zkusil jsem zpřevodovaný extruder 3:1 s plnou sílou motoru a nefungovalo mně to. V různých diskusích bylo zmiňováno, že větší tryska; 0.8mm klade menší odpor a půjde tisknout rychleji; asi mám smůlu, ale nefunguje mně to.
Podle rady zkušeného kolegy, by supervolcano mělo dobře tisknout s filamentem 3mm tlačeném dvoumotorým zpřevodovaným extruderem. Vlákno 1.75mm takovou sílu prostě přenést nedokáže. A i tak je problém s přesným dávkováním.
Do budoucna nechávám možnost, kdy dvě kostky volcano budou spojeny pomocí hotbreaku a každá kostky bude vyhřívána jinak. Něco jako předehřev a natavení a samotné travení plastu. Časem to řešení otestuju.
Jestli nějaké kostka funguje, je to zlatá střední cesta – volcano. Tryska není tak dlouhá, aby kladla nějaký extrémní odpor při tisku. Zde je jedno starší video, tiskárna Ender 5 Plus má ještě originální pojezdy s gumovými kolečky, i tak se dá řídit velmi rychle.
Tisk z materiálu ASA, volcano tryska 0.4mm, vrstva 0.20mm, rychlost 200mm/s
Nelze tisknou do vzduchu – proto pímesno T, vlevo, nelze tisknout. Y je typické pro převisy, kdy každá vrstva malinko přesahuje vrstvu přechozí. Tiskárna by měla být schopná tisknout převisy do úhlu 45°. Aby toho byla schopná, musí být předchozí tištěná vrstva dostatečně pevná, aby se dala tisknout další vrstva. Pokud je nedostatečné chlazení, bude se okraj tištěné vrstvy zvedat směrem nahoru. U tisku malých věcí jde požadavek dobrého chlazení a rychlého tisku proti sobě. Pokud se tiskne něco náročnějšího, tak zpomalit bude ta správná cesta.
Chlazení řeší ventilátory, které foukají pod trysku. Teplota vzduchu, který mají k dispozici je teplota vzduchu v tiskovém prostoru. Zajímavý pokus by bylo vzít kompresor a hnát studený vzduch přímo. Časem otestuju.
Tiskněme [lodičku] – 3DBenchy je testovací model, který ukáže, zda máme všechno nastavené správně.
Závěr tématu ad 1) množství roztaveného plastu, které je k dispozici pro tisk
E3D V6 volcano je ideální velikost kostky a trysky, která umožní rychlejší tisk. Zcela jistě umožní dvojnásobek rychlosti tisku téměř s jakýmkoli firmwarem.
ad 2) Přesné řízení 3D tiskárny vyšší rychlostí
Je potřeba vyřešit pár drobností, aby bylo možné tisknotu rychleji. Pokud nastavíme rychlejší běh krokových motorků, pokud nastavíme větší akceleraci, celá věc se začne hýbat rychleji. Limity se najdou snadno, nesmí přeskakovat ozubený řemen. Určitě pomůžou dobrá lineární vedení jednotlivých os.
V běžné levné 3D tiskárně je nějaký osmibitový procesor, který čte a dekóduje vygenerovaná data pro tisk z SD karty, uložená v textovém formátu (.gcode). Zároveň musí přesně regulovat teplotu hotendu a podložky a ještě k tomu řídí motory. To může být pro jeden osmibitový procesor slušná nálož. A nezapomeňme, že ještě na displeji zobrazuje nějaké infomace, které by uživatel chtěl ideálně barevné a plynule animované.
Možná zkusíme nahrát nějakou aktualizaci firmware a třeba to bude lepší, ale pořád jsme limitování procesorem na základní desce tiskárny. Nabízí se různé upgrade, investovat do lepší 32bitové desky s nějakým svižným armovým procesorem. Taková deska může stát klidně dalších patnáct stovek...
A co když by celou kinematiku tiskárny počítalo nějaké výkonnější zařízení a po slabém procesoru na základní desce tiskárny budeme chtít jen řízení motorů a uděláme z ní jen hloupého XYZ robota, kterému budeme posílat úsporné příkazy, které má udělat. Výkon nám dodá Rapsberry Pi Zero 2 W (nebo lepší). Pozor, musí to být nové Zero 2 W, které má asi pětkrát větší výkon než původní Zero. Nezaměnit, obě se prodávají kolem čtyř set korun, jen původní koncept Zero je z roku 2015/2017 a nová verze Zero 2 W vyšla na podzim 2021. Já měl navíc jeden kousek Raspberry Pi 4B.
Na [webu] je popsán podrobný postup instalace a opravdu to tak funguje. Instalace linuxu do Raspberry Pi, zprovoznění přístupu po síti, instalace systému Octoprint (nebo jiného), instalace systému Klipper do Raspberry Pi, kompilace firmware přímo pro procesor vaší tiskárny. Zapsání zkompilovaného firmware do procesoru. Tohle je pořád dobře zdokumentováno. Pokud vám nic neříká systém linux nebo příkazový řádek terminálu, naučíte se spoustu nových a zajímavých věcí.
Další krok je podobné studium konfiguračního souboru, kde je každá část tiskárny přesně definována a musí být bezchybnatě nastaveno, jaký pin procesoru v tiskárně se vzahuje k jaké části samotného hardware. Pokud máte tiskárnu v základním nastavení, najdete již hotový konfigurační soubor pro Klipper.
Velmi zajímavé mně přišlo, že nejsme omezování pouze jednou deskou tiskárny, ale sekcí [mcu] může být v konfiguračním souboru několik. Kdy se to hodí? Potřebuju řídit další tři extrudery třeba pro [barevný tisk] nebo chci zkusit tisk dvěmi hotendy, či jen chc řídit více vyhřívacích těles...
Když se to celé začne správně hýbat, zkusím tisknout, tak následuje zklamání, protože výtisk není hezký a jsou na něm podivné artefakty.
Celková kostrukce tiskárny není dost pevná na to, aby nedocházelo k rezonancím, které se přenáší do tisku. Doporučené řešení je zpomalit tisk. Ale co když se to dá vyřešit jinak.
Pokud mám na mostovém jeřábu zavěšené břemeno a potřebuju s tím někam najet, tak si dokážete představit, jak se to celé chová a jak se motor přetahuje s houpajícím se břemenem... nebo máme obrovský obráběcí stroj, velké hmoty se pohybují velkou rychlostí a přesně.
Tedy řešení v průmyslovém světě existuje a jmenuje řízení tvarováním signálu (input shaping) [2][3].
Při řízení 3D tiskárny poprvé použito někdy v čevnu 2020 a co se objevilo, tak jsem toto řešení implementoval a mohu jen doporučit.
Na hotend umístíme akcelerometr[4], změříme rezonanční frekvence. Při tisku pak řídíme tiskárnu tak, aby se rezonance odečetly. Po změření a nastavení můžeme akcelerometr sundat. Pokud výrazně změním váhu hotendu, má smysl měření opakovat.
Nastavit kompenazaci lze i bez akcelerometru, pouhým tiskem testovacího modelu a ručním měřením[5].
Měření s akcelerometrem
Srovnání Ender 5 plus, osa X (ta nejkřehčí, co nese hotend)
tovární nastavení s pojezdy řešenými gumovými kolečky
totéž měření, ale s lineární pojezdy
Pro mě je to zároveň odpověď na to, zda mají lineární vedení u tiskáren vůbec smysl a není to plýtvání prostředky. Pokud stačí tisk rychlostí 50mm/s není důvod cokoli měnit. Pokud chci přesně tisknout dvojnásobnou a vyšší rychlostí, lineární vedení pomohou.
Potřebuje 3D tiskárna celokovový hotend? Zde asi poslouží víc obrázky než text.
Ender 3 nebo Ender 5, či Ender 5 plus mají v základu hotend, kde se PTFE trubička opírá přímo žhavou trysku. Tedy je nutné, aby byla z materiálu, který zvládne teplotu tisku.
Creality hotend v tiskárnách Ender 3 nebo Ender 5
často se stane, že se trubička takto posune a pak se hotend snadno ucpe a dojde k záseku
Jednoduchá možnost, jak to celé vylepšit je, že se část trubičky, která se dotýká přímo horké trysky nahradí materiálem Capricorn, který snese teplotu 280°C. Jeden nápad z internetu:
přímý extruder, modrá trubička Capricorn je třeba jen 6cm dlouhá – od výstupu extruderu po trysku – je dole opřená o trysku a pak zafixovaná na dvou místech. Tím snižuji riziko, že se mně trubička uvnitř posune a plast vyteče mimo trysku. Ale pořád to není celokový hotend.
základní hotend – celokovový hotend
hotend E3D V6, který může být jak v provedení bowden i direct
heatbreak v celokovovém hotendu řeší, aby se teplo kostky příliš nepřenášelo do chladiče
ideální stav, na chladič nahoře nepřetržitě fouká ventilátor
E3D V6 s kostkou a tryskou volcano je moje volba pro [rychlejší tisk]
Pozor! I E3D V6 existuje ve verzi, kdy teflonová trubička prochází skrz heatbreak a opírá se o trysku. Údajně to malinko sníží tření, ale mně to přijde pouze jako další věc, která se může pokazit a hlavně se chceme zcela zbavit samotné trubičky. Bez ní to tiskne lépe.
Chcete začít s 3D tiskem a nevíte jak? Tohle není návod a ani recenze. Popíšu svoje zkušenosti, protože jsem sám tápal, hledal a nevěděl. Je kupodivu, že i v roce 2022 má smysl psát o tom, jak začít s 3D tiskem.
Krátce a snadno: Nevadí vám malinko dražší řešení, potřebujete jen tisknout? Pořiďte Ender 3 S1Two Trees SK1, či chcete hotovou složenou otestovanou tiskárnu a zákaznickou podporu? Napište nebo volejte Rimrovi viz [odkaz]. Přiveze vám tiskárnu až před dům a máte jistotu, že tak jak ji dostanete, bude fungovat dlouhé roky. Krátce a levně: Lze mít tiskárnu za čtyři tisíce korun, která funguje, je spolehlivá a všechna případná vylepšení pro sebe si vytiskne sama.
Rychlý přehled
Konstrukce. Můj sedlácký kořínek našeptává, že čím robustnější a pevnější řešení, tím lepší. Zároveň můj kořínek ajťáka ví, že spoustu věcí lze kompenzovat sofistikovaným programovým řešením. Ale vždy platí, že když bude konstrukce pevná, spousta problémů nenastane. Zároveň konstrukční pevnost tiskárny přímo souvisí s maximálními tiskovými rychlostmi, kterých je tiskárna schopna dosáhnout. Zde jsou základní možnosti, jak lze vyřešit konstrukci 3D tiskárny. Na youtube snadno dohledáte, jak které z těchto řešení vypadá při tisku. Všechna níže uvedená řešení opravdu fungují. Je zajímavé, že první tři tiskárny vychází cenově naprosto srovnatelné. Záměrně vynechávám tiskárny typu delta – [video] – i to je cesta 3D tisku, ale klade řádově vyšší nároky na kvalitu zpracování samotné tiskárny. Níže uvádím tiskárny z portfolia firmy Creality. Firem a řešení je nespočet a samotná Creality má tyto tiskárny v mnoha verzích, ale tiskárny vždycky vypadají plus mínus takto. Creality Ender 2: Pohyblivá tisková podložka, tisková hlava na rameni zavěšená v jednom místě, jedna osa Z. Creality Ender 3: Pohyblivá tiskový podložka, tisková hlava zavěšená na rameni na dvou místech osy Z. [info] Creality Ender 5: Pevná tisková podložka, která sjíždí směrem dolů, tisková hlava na dvou kolejnicích, vedení osy Z pouze z jedné strany. Creality Ender 5 Plus: Pevná tisková podložka, tisková hlava na dvou kolejnicích, vedení osy Z z obou stran. [info] Creality Ender 6: řešení CoreXY, to je jiné ovládání osy X a Y, které teoreticky umožňuje přesnější řízení při vysokých tiskových rychlostech. Creality Sermoon V1 Creality Printmill: Tisková podložka je běžící pás, takže lze věcí delší než tisková podložka nebo velké množství věci, kdy hotové výtiskny postupně vypadávají pryč. Na youtube je spousta pěkných videí, jak to tiskne.
Chci mít všechny moderní vymoženosti Požadavek: automatická kalibrace tiskové podložky, přímý extruder, pevné celokovové řešení? [Ender 3 S1] má vše potřebné a nestojí nesmysl. Zajímavá možnost je [Kywoo 3D Tycoon]. Další podrobnosti viz [recenze]. Potřebujete-li velkou tiskovou plochu, pište nebo volejte [Rimrovi] a poptejte se na jeho vymazlenou verzi Ender 5 Plus.
Chci tiskárnu za čtyři tisíce Občas se podaří na Ebay.com nebo alza.cz pořídit tiskárnu Ender 3 nebo Ender 5 velmi levně. Loni jsem jednu našel v jakémsi výprodeji ve Španělsku přes Ebay. A letos se dala stejná tiskárna pořídit velmi výhodně na Alza.cz. Složení je záležitostí hodiny, poprvé asi dvou; je potřeba si dát práci s vyvázáním kabelů, aby nikde nic nezavazelo a nedřelo. Na youtube je nespočet videí, které se tématikou tiskáren Creality Ender zabývají.
Máme tedy složenou tiskárnu Ender 5 (nebo Ender 3)
Samotná 3D tiskárna je ta snazší polovina celé problematiky tisku. Ta druhá náročnější část je příprava dat pro tisk, tedy použití „slicer“ programu, kam vložíme soubor s modelem STL a jeho výstupem jsou data pro tiskárnu GCODE. Zde odkaz na [návod] pana Rimra na program Simplify3D, má název „Simplify 3D ČESKY po lopatě.“ A pokud tento desetihodinový e-learningový kurz shlédnete, tak pak už je jedno, zda budeme používat program Simplify3D, UltimakerCura, KISSlicer nebo Prusaslicer; nastavení jsou podobná. Zajímavé je, že Simlify3D je za peníze a všechny ostatní, výše zmíněné, slicery jsou zdarma. O Simplify3D se říká, že je to program pro lidi, kteří neumí nastavit širokou paletu parametrů programu Cura. A to jsem já.
Příprava dat pro tisk – slicer
[1] – příprava dat pro tisk – návod na Simplify3D [2] – ke stažení tiskový profil pro Simplify3D tiskárny Ender 5 v továrním nastavení
Vyrovnání tiskové podložky Ender 5, Ender 3
[3] – podrobný návod na vyrovnání tiskové podložky pro Ender 3, Ender 5 Ender 5 má mechanický spínač dorazu osy Z a ten je opravdu velmi nepřesný a při tisku je potřeba vždy zkontrolovat začátek tisku prví vrstvy a případně menu – tune – Babystep Z a přiblížit nebo vzdálit trysku tak, aby vytištěné vlákno bylo rozpláclé tak akorát.
Krátce: Pro začátek PLA. Teplota trysky při tisku je asi 200 stupňů, tiskne se snadno a jednu malou cívku PLA jsem měl i v krabici s tiskárnou. Dlouze: Chceme tisknout i pevnější věci, konstrukční a zde má smysl materiál PETG nebo jeho odolnější varianta CPE HG 100. Jsme limitování maximální teplotou, kterou zvládne náš hotend. Všimněme si, že PTFE trubička, kterou vedeme vlákno filamentu se reálně dotýká trysky. Jakou zvládne maximální teplotu? Je opravdu z čistého teflonu? Bez problémů zvládne 240°C nutných pro tisk materiálů PETG a podobných. Občas se někomu stane, že se trubička roztaví a poškodí už při 255°C. Otázkou také je, jak přesně teplotu změřím. Ověřeno, že PETG na 240°C funguje. A dál jsem neměl odvahu experimentovat.
Problém s přilnavostí podložky
Může se stát, že tisk nedrží ani na teplé podložce, s přesně vyrovnanou podložkou a správně nastavenou výškou první vrsty. Například pokud jde o nějaké malé části, kdy se objekt dotýká podložky jen malou plochou, nějaké jemné podpory etc. Pomůže nástřik sprejem [3DLAC]. Dá se použít i lak na vlasy Syoss volume lift se silnou fixací, který funguje taky. Při tisku na sklo to funuge dokonale. Na pružnou magnetickou podložku Ender 5 používám 3DLAC a pomůže moc.
Co tisknout jako první?
Ke stažení [4] [5] jsou testy, zda je tisková podložka rovná – zde může pomoci menu Tune – Babystep Z – možnost ovlivnit vzdálenost tiskové podložky při tisku. Když se začíná tisknou první vrstva, měla by na podložce držet a být trochu rozpláclá a hlavně musí být vidět. Když bude tryska moc blízko, tak už skoro nebo úplně ryje v podložce a nenechává žádnou stopu a může měkkou tiskovou podložku i třeba poškodit.
Další drobná funkční vylepšení tiskárny
– Lepší přítlak extruderu Ender 5, Ender 3 [model] [návod] – Kryt elektroniky displeje Ender 5 Tipy z [videa], kde je pěkných pár tipů. Tady PLA asi nevadí, ale je velmi křehké, tak pozor při nasazování. Mám ho z PETG a nechalo se krásně nacvaknout. [model] – Ochrana kabelu vyhřívaní podložky před lámáním Ender 5 [model] Vyžaduje otočení tiskové podložky kabelem dozadu, kabel pak visí vzadu, až za vedením osy Z – Podpora podložky Ender 5 Motivační [video], proč podporu pro podložku vůbec dávat. Tisková podložka je uchycená jen v jednom místě, takže má tendenci se pod zatížením šikmo prohýbat. [model] použitelného zpevnění, dobře se tiskne i montuje.
– Lepší ofuk pro chlazení výtisku Ender 5, Edner 3 [model] je to pouze tryska ventilátoru, která se vymění a chladí lépe. Najdete i různá další řešení, která dají ofuk z obou stran, ale většinou to znamená, dokup a přípojení dalšího nebo jiného ventilátoru
– Přímý extruder bez investic Ender 5, Ender 3 Přemístění extruderu přímo nad hotend. Je nutné prodloužit kabely k motoru. Stačí vytisknout jedinou věc – pro sériový extruder model speedDrive_mount.stl z tohoto [odkazu] Když takto přemístím extruder blíž z hotendu, zkrátím délku bowdenu na minimum. Má smysl uvažovat o pořízení Capricon teflonové hadičky/trubičky, která snáší daleko vyšší teploty, než vedení filamentu, která je v základu u tiskárny. – Přímý extruder s převodem a dvojitým podáváním BMG pro Ender5 nebo Ender 3 Proč tohle řešit? Dlouhý bowden, který vede od extruderu do hotendu vyžaduje dlouhou dráhu zatažení, zároveň není dokonale přesný. Plastová spolehlivá kopie BMG se dá koupit za pět stovek [6], celokovová varianta vyjde zhruba na dvojnásobek. Extuder má převodový poměr 3:1. Znamená to nastavit 3× pomalejší rychlost zatahovaní a navýšit kroky motoru extruderu. Pro můj Ender 5 vychází hodnota pro motor extruderu 411,53 steps/mm. Víc viz. kalibrace extruderu, tady dole. BMG extruder se dá pořídit pravý nebo levý, podle toho na které straně má přítlačnou packu s pružinou. Pro pravostranné řešení je správný držák model speedDrive_mount_bmg.stl z tohoto [odkazu]. Moje realizace – jednoduché, funkční a použitelné. Díky zpřevodování se dá použít i lehčí motor; ale to aktuálně není nutné. Vystačím si se sériovým motorem extruderu, který na tiskárně mám. Snažit se nějak výrazně odlehčit celou tiskovou hlavu moc nemá smysl, protože tovární Creality hotend nemůže tisknout o mnoho rychleji.
Rychlost tisku
Tovární nastavení tiskárny neumožní rychlejší tisk než 50mm/s. Limity jsou dány programem základní desky a velikostí heatblocku, který neroztaví větší objem plastu. S několika drobnými nastaveními lze na stejné mechanice tiskárny dosáhnout přesného tisku rychlostí 200mm/s [video]. Problematiku [rychlejšího 3D tisku] teď přeskočme. Jde o použití tiskárny plus mínus v té podobě, jak jsme ji vybalili z krabice.
Ucpaný hotend
Nepříjemnost, která dříve nebo později potká každého. Existuje pěkný video návod, který nás tímto nepříjemným úkonem provede viz [7]. Hlavně opatrně na kabely. Mně se podařilo užižlat kabel napájení vyhřívacího tělíska už po pátém, možná šestém rozebrání.
Kalibrace extruderu
Klidně přeskočte, ale tohle téma je třeba zmínit také. Krokový motor extruderu tlačí plastové vlákno/filament k roztavení do hotendu s tryskou. Program slicer, kterým jsme připravili data pro tisk, předpokládá, že když má extruder vytlačit 100mm vlákna, tak to opravdu udělá a to přesně. Nebude to 98m ani 110mm. Kalibrace extruderu je podrobně popsána viz odkaz [8]. V menu Control – Motion – Steps/mm – Esteps/mm přečeteme aktuálně nastavenou hodnotu. To je počet kroků, který vykoná motor extruderu, pokud má vytlačit 1mm vlákna – nahřát trysku na teplotu pro tisk – odměřit přesně 100mm na vláknu tak, že dokážu změřit, kolik vlákna reálně extruder protlačí – menu Prepare – Motion – Extruder – 1mm – nastavit 100mm a nechat extruder vlákno vytlačit – změřit v mm, kolik vlákna se reálně vytlačilo – spočítat novou hodnotu pro extruder – menu Control – Motion – Steps/mm – Esteps/mm – nastavit novou hodnotu – opakovat od začátku, dokud nebude ověřeno, že na požadavek extruze 100mm bude vytlačeno opravdu přesně 100mm vlákna – uložit nastavené hodnoty do paměti – menu Control – Motion – Store settings
Co mě potrápilo nejvíce?
– Každý filament, který má barvu, může se při tisku chovat jinak Plasty Mladeč prodávají PLA v perlové modré a to jsem začal tisknou jako první. Materiál v sobě obsahuje třpytky a až v technickém listu[9] výrobce jsem si přečetl, že právě kvůli třpytkám musí být minimální průměr trysky 0.5mm a nikoli 0.4mm, kterou mám v tiskárně. Vedlo to k naprosto neočekávaným chybám tisku, ucpávání, zasekávání... Po této zkušenosti jsem dlouho tisknul pouze s filamenty označená jako natural, tedy zcela bez příměsí. Z materiálu natural PLA jsem tisknul chobotničky na hraní pro malou neteřinku bez obav, že v nich bude něco nezdravého.
– Vlhkost filamentu a skladování načatých cívek Teoreticky vybaven čtením internetových diskusí, snažil jsem se naučit tisknout z materiálu PETG. Neustále se tisklo něco jako žvýkačka, při tisku tryska pufala a poprskávala, vytištěné vláko bylo jakoby napěněné. Říka se, že PETG není úplně snadné na tisk, ale že by to bylo takto hrozné, to jsem nečekal. Materiál PETG jsem dostal náhodně od lidí, kteří věnovali nějaké zbytky a kousky starých filamentů; že by to bylo tím? Tak jsem pořídil novou cívku PETG a výsledek byl naprosto stejně špatný. Byl to nějaký noname čínský filament, dnes vím, že špatně skladovaný. Ale zase nebyl drahý, že. Celý problém byl jen a pouze kvůli vlhkosti. Filament pro 3Dtisk je extrémně hydroskopický a pro tisk musí být opravdu suchý. V pracovně mám vlhkoměr, otevřené cívky skladuju v obřím boxu s kilogramy silikagelu s indikačními kuličkami. A v tom boxu mám další vlkhkoměr. Stačí dva stejné vlhkoměry[10] pro orientační měření. Když je silikagel nasycený a indikační kuličky jsou zelené, tak jde na pár hodin na plech do trouby a při 120°C je pak znovu připravený k použitíá a indikátory jsou opět oranžové. Navlhlý filament se dá vysušit v troubě[11] a každý druh materiálu vyžaduje jinou teplotu. I ten, zde zmíněný, noname filament se po vysušení tisknul naprosto normálně.
– Zamotání vlákna na cívce a zaseknutí tisku Proč se to děje a to řešit popisuje pěkně [video].
– Tisk měkkých, gumových věcí Flexi materiály vyžadují direct extruder – přímý nebo též krátký extruder. Aby mezi extruderem, který tlačí vlákno a tryskou nebyly desítky centimetrů bowdenu, kterým se měkký filament nedá tlačit. Než jsem objevil materiál [TPU 95-HF] díky tomuto [videu], tak jsem opakovaně zkoušel nějaké tisk z pružného filamentu a výsledky byly tristní. Tisk musel probíhat extrémně pomalu a stejně nebyl výsledek jistý, vlákno místo do trysky lezlo všude jinde a neustále se mně ucpávala tryska. Polyflex TPU 95-HF je guma, která se tiskne stejně snadno a rychle jako PLA viz [video].
Má smysl přidat něco dalšího?
Krátce: Ne.
Opovězme na otázku: Pokud už máme natišteno tolik, že uvažujeme o dalších vylepšeních, tak dává smysl odpovědet si na otázku, zda je cílem pouze tisknout a nebo se chceme jít dál a hlouběji a naučit o tiskárnách něco dalšího. Jestli jde pouze o tisk, tak jsme v místě, kdy má smysl naši tiskárnu na inzerát poslat dál nebo dárkem potěšit nějakého dalšího mládežníka či příbuzného a pořídit něco jiného. Alespoň Ender 3 S1 nebo cokoli jiného vybaveného krátkým extruderem a automatickou kalibrací podložky.
– Výměna základní desky
Chceme-li stavět a vylepšovat dál, tak je potřeba začít výměnou základní desky. Snadná cesla je 32bitová deska od Creality. Vždycky bude lepší než ta osmibitová, co je v Ender 5 od výroby. Zajímavost deska Creality 4.2.7 řídí motory tak, že vůbec nejsou slyšet. Deska Creality 4.2.2 totéž dělá docela hlučně.
Bude potřeba se naučit nahrát nový firmware. Na [webu Creality] si naklikáte kterou máte tiskárnu, jak je vybavená, jakou verzi základní desky od Creality máme.
Druhá cesta je zkompilovat si firmware pro svoji desku sami.
– Nivelační senzor BLTouch
Před každým tiskem si tiskárna osahá a změří podložku a podle toho dokáže přesně položit první vrstvu.
Instalace znamená vždy výměnu firmware.
– Lineární vedení
Gumová vodící kolečka používaná na tiskárnách Creality fungují. Na mém Ender 5 Plus již po půl rokce nepřetržitého provozu začaly být vymačkané.
