Inicio Impresión 3D: Debriefing y recomendaciones
En esta publicación hablaremos sobre la impresión tridimensional, el uso de la tecnología FDM / FFF en el hogar y sus perspectivas para la gente común y los artistas 3D. El artículo en proceso de escritura adquirió el esbozo de la historia, por lo tanto, se dividió en partes. Si solo está interesado en las recomendaciones y revisiones de trabajo, puede proceder inmediatamente a lo que está debajo del gato.Parte 1. Ni un solo sello
Me interesé en la visualización tridimensional en la escuela. En el instituto, conocí CAD en el espíritu de SolidWorks y Autodesk Inventor. Esta es la razón y el resultado del deseo apasionado de explorar el fascinante mundo del tride. Diré de inmediato: no me convertí en un profesional o un visualizador talentoso, pero a mi nivel aprendí a hacer modelos de casi cualquier nivel, cuya elaboración y detalle quizás esté limitada solo por el deseo y la perseverancia, ya que esta es una tarea muy, muy laboriosa. Y lo que es importante, en la salida, el modelo solo podía importarse a algún tipo de videojuego, venderse en una subasta como Turbosquild o ponerse en un estantea papá en el disco duro, recordándola cada tres años. Esto limita el uso de gráficos tridimensionales para las personas que no trabajan en oficinas de visualización, diseño o juegos.Pero ahora todo es diferente. La llegada de la impresión tridimensional asequible anticipa las nuevas posibilidades asociadas con el lanzamiento de modelos de computadora desde el monitor al mundo exterior. Cuando escuché por primera vez acerca de las impresoras 3D, sus características principales eran baja resolución, alto costo del hardware y los materiales. Pero ahora, en 2015, es una herramienta poderosa que es capaz de dibujar superficies complejas y detalles sanos.Una vez, cuando me desperté, me di cuenta de que quería vender la unidad del sistema y comprar una impresora triple con este dinero, especialmente porque el Lenovo Thinkpad X220, con el que puede trabajar, ha estado usando y bombeando activamente en los últimos seis meses. En otras palabras, la plataforma de juego de la computadora fue a la chatarra, dando paso a una herramienta de computadora con periféricos empinados. Después de estudiar los matices técnicos, las búsquedas, las expectativas de entrega y las consultas, compré el WANHAO Duplicator i3, un modelo que solo apareció en el mercado ruso.Descripción general de la impresora
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Llaveros 2. Un ejemplo de una disposición incorrecta de una parte en una mesa. . , . …
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Parte 2: Diversidad de especies y formas de lidiar con ella.
1. Impresoras FDM / FFF : impresión con plástico, lo que generalmente se entiende por la frase impresora 3D. La tecnología ha estado arraigando durante más de un año, cuyo principal inconveniente, la "estratificación" del modelo final, está desapareciendo gradualmente. Sus ventajas son la relativa versatilidad en la aplicación y su bajo costo. El espesor de capa mínimo posible de 100 micras le permite hacer buenos detalles, pero no será suficiente para el Minecraft Warhammer 40K. El grosor máximo posible de 400 micras le permite construir rápidamente piezas de trabajo masivas, sin embargo, con esta impresión, aumenta el número de grietas que tienden a divergir bajo carga, convirtiendo el blanco en otra pieza.Materiales- PLA biodegradable y plástico ABS caprichoso, pero popular, así como cualquier otra aleación dura que se pueda extruir a temperaturas de hasta 260 grados, y se vende en forma de salchicha con una sección transversal de 1.75 mm. El costo de una bobina ABS de kilogramo en Moscú comienza desde 1600 rublos, el PLA costará 300 rublos más.La alineaciónrepresenta modificaciones, de hecho, de varios modelos: Prusa i3, Delta Rostock y Ultimaker. Su principal diferencia en el sistema de posicionamiento. Una extrusora se eleva en Prusa, una mesa se eleva en Ultimaker, y en la impresora Delta la mesa es estacionaria, el posicionamiento se lleva a cabo debido a los movimientos del manipulador a lo largo de tres ejes verticales. Además, hay modelos comerciales como UP Plus! 2, Wanhao Duplicator, Cube 3D, Ultimaker 2 y RepRap (es decir, "ensamblarlo usted mismo"), por regla general, algunas de las partes se imprimen en la misma impresora, y de los dibujos puede hacer un dispositivo idéntico comprando dispositivos electrónicos, unidades y metal elementos estructurales. El primer tipo destaca por su mejor ensamblaje, de hecho, todo ya está ensamblado fuera de la caja,así como la mayoría de las impresoras están bloqueadas para funcionar solo con software nativo (existe la opinión de que la mayoría de estos programas son Cura despojados con un tema de color aburrido). El segundo funciona en software de código abierto, que gana con una amplia gama de configuraciones. Y, por supuesto, el costo de RepRap es dramáticamente diferente de las opciones comerciales.2. Impresoras SLA / DLP : todos son polímeros **imprimir sobre la base de la estereolitografía, dibujar una parte de un frasco con un fotopolímero líquido, que toma forma en capas por irradiación con un rayo láser o una lámpara ultravioleta. Un representante muy famoso de esta familia es la Forma 1. Formalmente, la diferencia entre la estereolitografía SLA (láser) y DLP (UV) está en la velocidad de iluminación de la capa, a favor del segundo tipo. La tecnología le permite hacer detalles a partir de 15 micras, es decir, el ojo humano no verá las capas y el dedo no lo sentirá (en comparación, una figura de 3 cm de altura con una capa de 100 micras de espesor consta de ~ 300 capas, mientras que este grosor le permite cortar en ~ 1700 capas). El material es ciertamente mejor mecanizado, ya que el endurecimiento final requiere "secado" en la cámara ultravioleta. La pieza de trabajo final será inferior en resistencia a la del plástico ABS,Sin embargo, en mi opinión, los detalles fantásticos hacen posible encontrar la aplicación de esta tecnología en el campo de la odontología, la joyería y la creación de modelos de colección. El "acuario" naranja alrededor del área de trabajo protege los ojos de la radiación y la parte de los efectos del ambiente externo. Hay modelos industriales y de escritorio (costosos para nosotros, pero baratos para las empresas), cuya principal desventaja es el precio (de 300,000 rublos), el precio de los materiales y la ausencia casi completa de RepRap desarrollado.pero baratos para empresas) modelos y computadoras de escritorio, cuya principal desventaja es el precio (de 300,000 rublos), el precio de los materiales y la ausencia casi completa de RepRap desarrollado.pero baratos para empresas) modelos y computadoras de escritorio, cuya principal desventaja es el precio (de 300,000 rublos), el precio de los materiales y la ausencia casi completa de RepRap desarrollado.3. Impresoras en polvo : para niños con una billetera grande, ansias de escultura y desprecio por los soportes. Por el momento, estos son diseños predominantemente industriales con un valor de no menos de seis ceros, y los de tiempo parcial son los únicos dispositivos Uber que pueden imprimir en yeso 3D a todo color.4. La sinterización por láser es otra tecnología costosa pero muy prometedora que le permite fabricar productos metálicos. En pocas palabras, algunas piezas de Boeing ya están impresas con estas impresoras, y también hay al menos un caso en el que el Colt 1911 se imprimió de esta manera, que soportó más de unos pocos miles de disparos y no se desmoronó.La primera impresión de la impresión triple me recordó mi trabajo en la empresa. Me intrigó el curso CAD en el instituto, que incluía el estudio de las máquinas herramienta CNC, así que, después de que prematuramente dejé de ser estudiante, fui a trabajar como taller para la producción de chapa y allí vi por primera vez la producción real y "hablé" con varios máquinas herramientas, algunas de las cuales estaban automatizadas, mientras que otras se controlaban casi manualmente. Tuve que trabajar para Salvagnini: es una especie de robot Bender, una pieza de metal creada para doblar metal. Un dibujo bidimensional creado por un equipo de tecnólogos se envió a producción en forma de un conjunto de comandos (como gcode), mientras que la máquina permitió usar el programa para cambiar el grado de carga, los ángulos permitidos, el grosor de la hoja y estaba equipado con innumerables sensores,que en esencia eran la protección de la máquina de un tonto, un tonto de un tonto y un ingeniero de un tonto, ya que el mantenimiento periódico de la misma requería las acciones conjuntas de un operador y un ingeniero ubicado en el área de trabajo o técnica. Algunos sensores se pusieron en cortocircuito para fabricar piezas no previstas por los desarrolladores en los mismos volúmenes no proporcionados, por lo que a menudo se rompió (una situación típica, por cierto). La situación es similar con las impresoras, con una advertencia: la única protección que proporciona es la protección contra el sobrecalentamiento. Y, por supuesto, no ocupa 2/3 del apartamento en volumen, lo que no puede dejar de alegrarse.Algunos sensores se pusieron en cortocircuito para fabricar piezas no proporcionadas por los desarrolladores en los mismos volúmenes no proporcionados, por lo que a menudo se rompió (una situación típica, por cierto). La situación es similar con las impresoras, con una advertencia: la única protección que proporciona es la protección contra el sobrecalentamiento. Y, por supuesto, no ocupa 2/3 del apartamento en volumen, lo que no puede dejar de alegrarse.Algunos sensores se pusieron en cortocircuito para fabricar piezas no previstas por los desarrolladores en los mismos volúmenes no proporcionados, por lo que a menudo se rompió (una situación típica, por cierto). La situación es similar con las impresoras, con una advertencia: la única protección que proporciona es la protección contra el sobrecalentamiento. Y, por supuesto, no ocupa 2/3 del apartamento en volumen, lo que no puede dejar de alegrarse.De esto se deducen varias conclusiones importantes:1. La impresora 3D no es una máquina milagrosa que hoy crea productos terminados. Esta es una máquina en la que puede producir piezas de trabajo que requieren una preparación y procesamiento exhaustivos. El principal indicador de calidad de una impresora 3D son las manos directas de su propietario.o, más precisamente, el operador. Es él quien debe elegir el software más óptimo, cargar un modelo diseñado de manera competente, configurar los parámetros para la producción de cada parte específica, monitorear el impacto ambiental (diferencias de temperatura), observar e interrumpir la impresión a tiempo si algo sale mal, procesar adecuadamente la superficie de la mesa, raspe suavemente la pieza de trabajo y termine suavemente, imprima y pinte. La forma final de la pieza depende de todo esto en un 80%, independientemente del precio por el que se compró la impresora, de su resolución, tecnología y materiales utilizados.2. Precisión y ejecución de instrucciones más allá de la inventiva: no es necesario raspar la pieza de trabajo de la mesa con un cincel y un martillo si usa una solución de ABS para la adhesión, cuando puede verter un poco de acetona alrededor del sustrato y retirarla con una espátula. No hay necesidad de raspar el soporte, romper la pieza de trabajo, si el problema no está en la "impresora estúpida" sino en la configuración de sangría incorrecta: debe seleccionar el parámetro con mayor precisión.3. Aproveche las oportunidades para mejorar la preimpresión proporcionada por las cortadoras: Cura le permite simular todos los movimientos del extrusor, hasta cada capa. Dé un paseo por esta trayectoria simulada: ¿hay vacíos o movimientos ilógicos que puedan conducir al matrimonio? En la práctica, no es muy agradable cuando después de una hora de impresión todo termina con desplazamientos o capas bloqueadas y, como regla, la mayoría de estos problemas se pueden rastrear incluso antes de que comience la impresión.4. Use modelos buenos y adecuados: no crea la estúpida tontería de que puede imprimir absolutamente todo, y todo esto puede descargarse de Internet. En primer lugar, la mayoría de los modelos en los catálogos son baratijas sin sentido de sub-diseñadores que usaron las drogas equivocadas . En segundo lugar, considereEl coeficiente de proporcionalidad es igual (para FDM / FFF) al tamaño del elemento más pequeño en anchura dividido por el diámetro de la boquilla. Siempre debe ser positivo. Para piezas con una relación más baja, necesitará una impresora SLA / DLP.5. Observe las precauciones de seguridad al manipular productos químicos, polímeros y superficies calientes. Mantenga el lugar de trabajo limpio y no se comerán piezas pequeñas de plástico con un plato de pasta a 10 cm de la impresora, y los pulmones no entrarán en contacto con los vapores de acetona mientras procesan productos de ABS de videos de YouTube.Parte 3: práctica
La semana de experimentos y el dominio del equipo llegó a su fin, la mesa estaba llena de baratijas, aparecieron un par de pedidos. Durante este tiempo aprendí qué es la adhesión, recordé algunas palabras de la física y la ciencia de los materiales, y había aún más planes. Gracias a todos los dioses, la impresora resultó estar en buen estado en todo, y no tuvo que bailar con torceduras e inventos adicionales: la mesa se calienta, la bobina gira, el Arduino subyacente a la máquina funciona a la perfección. Una nueva lista de problemas y sus soluciones surgieron durante el proceso normal de fabricación de piezas, y es la norma, con la cual debemos ser capaces de trabajar en lugar de luchar de alguna manera.Entonces, las trampas en orden de aparición:1. Desprendimiento del sustrato de la mesa, flexión de las capas o delaminación: en RuNet se describen al menos 10 formas de lidiar con este capricho (generalmente plástico ABS), que en esencia es una física que no se puede engañar: cambios de temperatura → capas irregulares de capas → la apariencia interna tensión → flexión. Brevemente: la cinta de enmascarar que viene con el kit ni siquiera se aferró a la mesa PLA, que es menos propensa a tales deformaciones, la cinta de doble cara perdió sus propiedades cuando la plataforma se calentó a 70 grados. Y debe calentarlo para evitar el problema, que se describe a continuación. La cerveza no ayudó, pero ayudó rectalmente. La solución de ABS ayudó: una mezcla de residuos de plástico y acetona. Se aplica a la mesa, se endurece y la primera capa tiene una excelente adhesión a la mesa, debido al mejor enlace químico del plástico caliente con el plástico disuelto en acetona.Después de imprimir, la parte del sustrato se retira de la mesa con un par de gotas de acetona y una espátula, como se mencionó anteriormente, luego se limpia la mesa y se aplica una solución para la próxima impresión.2. Desprendimiento del borde de los soportes del sustrato, causado por las mismas tensiones internas, girando una capa delgada entre el sustrato y los soportes. El resultado: el soporte finalmente se rompe con el tiempo o se deforma, como resultado de lo cual la parte misma se deforma. La solución es soportar la temperatura de la mesa para plástico ABS 100-110 grados. Debido a la temperatura más alta, disminuyen las tensiones internas en los bordes.3. Fondos: las superficies que miran hacia abajo sufren en gran medida la calidad de impresión. Aumente la densidad de los soportes e intente imprimir la pieza en partes y luego péguela. La impresión monolítica y de alta calidad de piezas complejas en FDM / FFF es un mito o el destino de modelos más caros, y por lo general vale la pena buscar una solución basada en este fenómeno desagradable.4. Masticar en las capas intermedias: si las capas se aplican de manera desigual, como resultado, una o más capas seguidas no se imprimen y aparece un agujero. Las razones: la velocidad de alimentación del material es baja en relación con la velocidad de impresión, así como las diferencias de temperatura que tanto nos gustaron, que perjudican la contracción de las capas. Hay varias soluciones: erigir una "pared" alrededor de la parte, dentro de la cual disminuirán las caídas de temperatura (escuché que Slie3r incluso tiene esa función, en algunos otros casos tendrá que hacerse en un editor 3D) y será muy sencillo reducir la velocidad de impresión. En algunos casos, el diseño de la impresora le permite hacer una caja protectora de acrílico o plexiglás alrededor del área de impresión, lo que la protege de los borradores y mejora la contracción.5. Detalle deficiente de las capas con un área pequeña: la capa no tiene tiempo para enfriarse → contracción deficiente. Se recomienda que especifique el tiempo mínimo de impresión para la capa (Cura tiene una marca de verificación) o erija un cilindro pequeño al lado de la parte para que el extrusor se vaya por un momento, permitiendo que la capa se enfríe.6. Software de modelado abierto y conveniente: encontrará este problema cuando desee desarrollar modelos usted mismo. Como de costumbre, estos programas se dividen en sistemas CAD para programas de dibujo y visualización para modelos más abstractos e interactivos. Debo decir que hace mucho tiempo existía la opinión de que solo los modelos de estado sólido se pueden imprimir en una impresora triple, pero me sorprendió gratamente que el modelado de superficies no se haya dejado de lado, lo que significa que puede usar cualquier software Thrash. Utilizo versiones para estudiantes de Autodesk 3ds Max y Autodesk Inventor, y domino sin problemas FreeCAD y Blender de código abierto. También puedo recomendar Zmodeller y SketchUP, relativamente fáciles de aprender y probados en el tiempo.7. Procesamiento de plástico: ahora está listo para hacer no solo espacios en blanco, sino también obras de arte, lo que significa que no le importa cuántos mocos cuelgan de un hombre de plástico impreso. Hay dos métodos de procesamiento: mecánico y químico. Definitivamente necesitará papel de lija, una lima y pinzas, en algunos casos puede usar una cuchilla o una espátula (sí, es bastante afilada). El tratamiento químico, ya sea bañarse en acetona o en vapor de acetona, es algo muy delicado. En la primera realización, por regla general, las piezas pequeñas pierden su forma, y puede estropear toda la pieza de trabajo al sobreexponerla en solución. Bueno, en el segundo, que es esencialmente acetona hirviendo en un frasco de tres litros, y la parte está suspendida adentro, no debe hacer esto en casa, y debe proteger las vías respiratorias con al menos un respirador banal. Pero el resultado, dicen, vale la pena.4: ,
El trabajo más interesante y productivo con la desconexión en el hogar puede ser realizado por trideshers que han ganado una mano en el desarrollo de modelos y dibujos, porque pueden incorporar sus ideas y no utilizar la gama de modelos confeccionados. Incluso sin crear su propio modelo, puede convertirlo desde cualquier lugar desde cualquier formato, y no solo pasear por los exiguos directorios stl, sino que, por regla general, no es accesible para la gente común, sin mencionar el hecho de que a menudo se requiere la preparación del modelo en el editor 3D. Solo pasará un poco más de tiempo cuando surja la cuestión de los derechos de autor al usar modelos descargados en Internet. Por lo tanto, si está pensando en comprar una impresora triple, primero debe comprender que no se trata de un producto de consumo como una tableta, sino de un niño prodigio oscuro y obsceno, con el que necesita poder trabajar,y comenzar a aprender a trabajar con ella mejor antes de que ella aparezca. La introducción más simple al mundo de los gráficos en 3D, el conocimiento modesto de la geometría descriptiva, la termodinámica y las leyes de Newton le ayudarán en esto. Pero todo esto no tiene sentido, en comparación con el pensamiento que envía al mundo de la ciencia ficción: el desarrollo de la impresión tridimensional hoy en día, todos estos plásticos y su aplicación es el primer paso hacia la impresión tridimensional como una tecnología del futuro, al igual que Commodore PET, Apple 1, 2 y Las PC IBM, que fueron precedidas por calculadoras industriales, se convirtieron en el comienzo, hace solo 40-45 años, de toda la variedad de dispositivos de computación personal que entraron en el orden habitual de las cosas.En comparación con el pensamiento que envía al mundo de la ciencia ficción: el desarrollo de la impresión tridimensional hoy en día, todos estos plásticos y su aplicación son el primer paso para la impresión tridimensional como tecnología del futuro, al igual que Commodore PET, Apple 1, 2 e IBM PC, que fueron precedidos Las calculadoras industriales se convirtieron en el comienzo, hace solo 40-45 años, de toda la variedad de dispositivos de computación personal que entraban en el orden habitual de las cosas.En comparación con el pensamiento que envía al mundo de la ciencia ficción: el desarrollo de la impresión tridimensional hoy en día, todos estos plásticos y su aplicación son el primer paso para la impresión tridimensional como tecnología del futuro, al igual que Commodore PET, Apple 1, 2 e IBM PC, que fueron precedidos Las calculadoras industriales se convirtieron en el comienzo, hace solo 40-45 años, de toda la variedad de dispositivos de computación personal que entraron en el orden habitual de las cosas. Source: https://habr.com/ru/post/es381715/
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