Získali jsme 2. místo v AI Digital Data Hackathonu
PŘEČÍST ČLÁNEK
Před dvěma lety napadlo (čert ví proč, prý na popud jejich tehdejší šéfové Aničky) dva kolegy pořídit do firmy 3D tiskárnu. I když začátky nebyly zdaleka růžové, stala se naší velkou láskou. Jak se náš vztah vyvíjel a jakými nástrahami si musel projít, o tom si můžete počíst v tomto článku.
3D tiskárnu pro domácí použití (jedná se převážně o tiskárny postavené na FDM technologii - viz rámeček) si dnes můžete koupit buď složenou, nebo jako stavebnici. Druhou možnost zvolili (po neúspěšném pokusu o stavbu ze starých počítačových dílu) Ivan se Štěpánem. Netušili, co je čeká.
Díky Rep Rap Open hardware konceptu je na trhu mnoho výrobců i variant jednotlivých modelů, které koupíte už od 10 000 Kč. Náš dodavatel (nebyl to Průša) patřil k těm nejmenším a pravděpodobně měl velmi málo zkušeností.
A tak jednoho dne přišla krabice plná různých součástek, ze kterých se na první pohled nedalo poznat, k čemu jsou určeny. Nechali jsme celou firmu hádat, co by to mohlo být, ale nikdo netušil!
Z dálky jsem pozoroval, jak kolegové v kanceláři tiskárnu skládají a… přeskočila jiskra. Do té doby jsem viděl 3D tiskárny jen na jedné konferenci, ale výsledky mě příliš nezaujaly. Teď jsem si začal zjišťovat více informací.
Samotná stavba nepokračovala moc rychle. Návod neexistoval, k dispozici jsme měli jen fotky podobných tiskáren. Tempu nepřidaly ani takové maličkosti, jako nepostradatelný plastový díl, který dlouho čekal ve špatné poštovní schránce.
Nakonec se podařilo všechny díly sestavit. Nahráli jsme firmware, zkalibrovali tiskárnu a zkusili první tisk. Byť výsledek neměl správnou velikost, jednotlivá vlákna byla daleko od sebe a tryska se zarývala do spodní vrstvy - tisklo to!
Klukům bylo jasné, že existuje nespočet technických záležitostí, které mohly být nastaveny špatně a způsobovaly problémy při tisku. V té době bych sestavování a spouštění této tiskárny nedoporučil nikomu bez červeného diplomu z ČVUT. (Za dva roky technologie pokročily, dnešní stavebnice zvládnete postavit za pár hodin a kvalitního tisku dosáhnete hned na začátku).
JAKÉ EXISTUJÍ DRUHY TISKÁREN
Mezi nejdostupnější 3D tiskárny patří ty, které používají technologii FDM - Fused Deposition Modeling. Tisknou na principu tavení umělé hmoty, která je nanášena ve vrstvách do tvaru výsledného modelu. Tyto tiskárny mohou mít různou konstrukci (Kartézská - nejčastějšÍ, Delta, Polární a Scara).
U Kartézské se používá lineární posun podložky ve třech osách. Delta používá tři ramena s vertikálním posunem, na jejichž konci je připevněn extrudér. Tyto tiskárny mají velký tiskový prostor a pracují rychleji.
SL tiskárny používají stereolitografii. Model je také rozdělen na vrstvy, ale ty jsou vytvářeny z fotocitlivé pryskyřice (resinu), která je vytvrzena světlem o určité vlnové délce. Tyto tiskárny dokáží pracovat s daleko většími detaily, ale jsou zpravidla dražší než FDM tiskárny. Podle typu světla, kterým je resin vytvrzován, rozlišujeme DLP tiskárny se spodním osvitem pomocí DLP projektoru a SLA tiskárny, které používají místo DLP projektoru horní nebo spodní osvit (přes průhledné dno) s pomocí laseru.
Třetí nejpoužívanější technologií je SLS - Selective Laser Sintering. Tiskárna opakovaně nanáší vrstvy prášku, který laser na příslušném místě speče. Výhodou této technologie je možnost tisku modelů, které mají převisy, bez nutnosti řešit takzvané podpory (jak je to potřeba u předchozích technologií). Výsledný model je nakonec umístěn v bloku nespečeného prášku, který jej podpírá. Prášek může být z různých materiálů od polyamidu po titan. Výsledné modely jsou velice kvalitní a používají se hlavně v průmyslu.
Nakonec se věci daly do pohybu díky náhodě. Ivanovi odešel v počítači disk a s ním i nastavení tiskárny. Použití výchozího nastavení výsledky razantně zlepšilo (v našich očích byly téměř perfektní).
Stále ale nebylo vyhráno. Tisk se často zastavoval, tryska se ucpávala, struna zasekávala apod. Klukům začaly docházet síly s neustálým zkoušením a hádáním příčin problémů, a tak velmi rádi přijali mou nabídku pomoci. Díky i těm nejskrytějším stránkám na netu jsem se naučil zkalibrovat podložku, vyčistit trysku a připravit z 3D modelu instrukce pro tiskárnu. Víc jsem nepotřeboval.
JAKÉ DRUHY MATERIÁLŮ SE VYUŽÍVAJÍ K 3D TISKU
Pro tiskárny FDM se používají tiskové struny (filamenty) dvou základních průměrů 1.75 mm a 3 mm (někdy 2.85 mm) a mohou být z různých materiálů. Nejpoužívanější jsou PLA (Polylactid acid) a ABS (Akrylonitrilbutadienstyren).
PLA je vyroben z kukuřičného nebo bramborového škrobu a je biologicky odbouratelny. Snadno se s ním pracuje, ale oproti ABS je méně odolný a měkne už při šedesáti stupních.
ABS vydrží více a používá se například pro výrobu lega. Při tisku je potřeba používat vyšší teplotu a je nutné mít vyhřívanou podložku. Celkově je tisk z ABS komplikovanější.
Čím je odolnější materiál, tím je složitější z něj tisknout.
Typickým příkladem jsou nylonové materiály, případně kombinované materiály nylonu a karbonových nebo skelných vláken. Existuje mnoho materiálů a stále vznikají nové s lepšími vlastnostmi.
Když si pořídíte 3D tiskárnu, nejdřív budete pravděpodobně tisknout modely, které si někde stáhnete. Až v druhém kroku začnete tvořit vlastní věci. V tu chvíli začíná ta správná legrace.
První širší použití ve firmě bylo v rámci interní IoT soutěže, kdy si některé týmy tiskly součásti svých zařízení. Postupně se začala 3D tiskárna využívat pro tisk trofejí, ocenění, personalizovaných dárků pro klienty, nebo jen pro soukromé tvoření.
Vždy je potřeba software na vytvoření modelu a jeho připravení na tisk (případně ještě na poslání do tiskárny). Použití softwaru je možné se úplně vyhnout, ale budete odkázáni jen na tisknutí již hotových modelů a vaše tiskárna bude muset umět sama připravit model k tisku (s novou tiskárnou většinou dostáváte několik testovacích modelů, které stačí jen dát tisknout). Ale pokud chcete tiskárnu opravdu účelně využívat budete si věci připravovat sami.
Na vymodelování potřebujete nějaký běžný program, z kterého můžete exportovat do STL nebo OBJ. Existují klasické CAD programy jako například SketchUp, online programy jako Onshape nebo parametrické, ve kterých se modely skriptují jako OpenSCAD. Když budete mít model hotový, potřebujete ho připravit pro tisk a přeložit do instrukcí pro tiskárnu tzv. GCODE. Zde se nastavuje kvalita tisku (výška jednotlivé vrstvy, typ výplně, druh materiálu, rychlost tisku, podpory pro složitější modely a mnoho dalších parametrů).
Pokud máte již GCODE pro danou tiskárnu, materiál můžete tisknout. Možná to na první pohled vypadá složitě, ale určitě se dá začít jednoduše, použít hotové modely a výchozí nastavení.
Kolem 3D tiskárny se v průběhu času vytvořila skupinka nadšenců, která se o ni stará a pomáhá ostatním s realizací jejich přání.
Někdo by si mohl myslet, že jsme si pořídili jen drahou a zbytečnou věc, na které zabíjíme čas. Není tomu tak, přínosy jsou veliké:
Mě samotného 3D tisk doslova pohltil. Navrhování a následné tisknutí mě velice baví a stal jsem se na něm docela závislý. Začínal jsem skromně s navrhováním náušnic a celkem brzy se mi podařilo vyhrát zahraniční soutěž.
Úspěch mě nakopnul k dalším návrhům a výher mám na svém kontě hned několik. Stal jsem se jedním z designéru britského MMF studios na serveru MyMiniFactory.com a navrhuji a tisknu skoro každý den.
3D tisk každému vřele doporučuji.
.png)
.jpg)
