Drukarka 3D

Na koniec przyjrzyjmy się trzeciej maszynie CNC — drukarce 3D. Podobnie jak laser i frezarka, drukarka 3D składa się z narzędzia zamontowanego na szynach umożliwiających poruszanie tym narzędziem w płaszczyznach tworzonych przez osie X, Y i Z. W drukarce 3D narzędzie to jest dyszą, do której podawany jest ze zwoju filament wykonany z tworzywa sztucznego. Materiał ten
jest roztapiany, a następnie rozprowadzany w miejscach wskazywanych przez komputer.

Budowa drukarki 3D

Omówimy elementy konstrukcyjne drukarki 3D — modelu Prusa Mendel i2 (http://www.reprap.org/):

A. Silniki krokowe osi Z — Te dwa silniki podnoszą i opuszczają dyszę układającą kolejne warstwy plastiku. Elementy tworzone przez ten model drukarki 3D mogą mieć maksymalną wysokość 12,7 cm.

B. Konstrukcja nośna — Konstrukcja drukarki Prusa Mendel i2 wykonana jest z gładkich drutów o średnicy 8 mm. Istnieją również drukarki, których konstrukcje nośne są wykonane z drewnianych elementów wycinanych za pomocą lasera.

C. Dysza — Element ten składa się z silnika krokowego podającego plastikowy filament do elementu grzejnego — tworzywo jest wytłaczane przez dyszę.

D. Silnik krokowy osi X — Silnik poruszający paskiem przymocowanym do modułu dyszy, dzięki czemu dysza może pracować nad obszarem zadruku o szerokości 17,8 cm.

E. System sterowania — Zespół sterujący pracą drukarki składa się z płytki Arduino, a także płytek sterowników silników krokowych. Komputer przetwarza projekty, ale pracą samej drukarki steruje mikrokontroler.

F. Platforma robocza — Obszar, na którym układane są kolejne warstwy plastiku. Platforma jest wyposażona w element grzejny umożliwiający stopniowe stygnięcie drukowanych elementów, co chroni je przed wypaczeniem.

G. Silnik krokowy osi Y — Zamiast poruszać modułem dyszy drukującej, silnik ten porusza platformą roboczą w płaszczyźnie przód – tył.

H. Szpula filamentu — Szpula materiału układanego przez dyszę. Filament pełni funkcję „atramentu” drukarki 3D (szpula nie została pokazana na rysunku 9.34).

Obsługa drukarki 3D

Drukarka 3D jest skomplikowanym gadżetem. Aby wydrukować wymarzony przedmiot, wykonaj czynności opisywane przez poniższą listę kroków! Pamiętaj o tym, że każda drukarka 3D jest inna, a więc przed przystąpieniem do samodzielnej pracy z taką maszyną skorzystaj z porady osoby obeznanej z obsługą danego modelu.

RYSUNEK 9.34. Drukarka 3D Prusa Mendel tworzy trójwymiarowe elementy, układając kolejne warstwy plastiku
Zdjęcie: Adam Wolf

1. Utwórz plik projektu lub pobierz go z internetu — Projekty możesz tworzyć samodzielnie w programach przeznaczonych do projektowania trójwymiarowych obiektów, takich jak np. Blender (http://www.blender.org/). Możesz również pobrać gotowy plik projektu z internetu. Serwis Thingiverse (http://www.thingiverse.com/) oferuje wiele projektów, które możesz pobrać za darmo.

2. Podziel projekt — Za pomocą programu takiego jak np. Slic3r (http://slic3r.org/) podziel trójwymiarowy kształt na serią ruchów głowicy drukarki. Proces ten wiąże się z koniecznością skonfigurowania wielu ustawień maszyny.

3. Sprawdź filament — Jeżeli do drukarki nie załadowano filamentu, to musisz założyć go na specjalną śrubę podającą go do elementu grzejnego drukarki.

4. Uruchom oprogramowanie sterujące pracą drukarki — Printrun jest przykładem programu sterującego pracą komponentów drukarki. Możesz go pobrać ze strony https://github.com/kliment/Printrun.

5. Włącz element grzejny — Włącz go za pomocą programu Printrun. Element ten rozgrzewa dyszę tak, aby podawany do niej plastik topił się. Temperatura dyszy zależy od preferencji użytkownika, a także od składu filamentu.

6. Ustaw głowicę drukującą w położeniu początkowym — Większość drukarek 3D automatycznie pozycjonuje głowicą w położeniu początkowym przed rozpoczęciem działania, ale w starszych drukarkach 3D głowica musiała zostać ustawiona ręcznie przez użytkownika, który potwierdzał takie ustawienie głowicy w programie obsługującym drukarkę. Nie zapomnij o ustawieniu
drukarki w początkowym położeniu również w osi Z! Zwykle sprowadza się to do ustawienia dyszy tuż nad obszarem druku.

7. Wyślij kod G-code do programu Printrun — Drukowanie jest możliwe po wysłaniu kodu G-code (taką nazwę nosi ciąg instrukcji sterujących pracą głowicy) do programu Printrun.

Fascynujący świat robotów. Przewodnik dla konstruktorów, Autor: John Baichtal. wyd. Helion