3D-utskrift - från skiss till 3D-modell

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: 3d-modell

3D-utskrift tillåter alla privata användare relativt billigt att producera egna modeller av komplicerade former, vilket bara skulle vara möjligt industriellt med dyra CNC-maskiner eller i besvärligt manuellt arbete. Detta expanderar avsevärt möjligheterna...

Ett planerat projekt för vilka speciella delar saknas! Den älskade barnens leksak fungerar inte längre, för en plastdel är trasig!

Inget problem - med en 3D-skrivare kan vara Tillverka plastdelar själv i minsta utrymme, Ingen behöver oroa sig för komplicerad teknik. Det är inte barnspel, men med viss teknisk expertis och villighet att ta itu med ämnet är det möjligt för alla.

Viktigt är grundläggande kunskaper med grafikprogram. De hjälper dig snabbt att hitta dig runt modelleringsprogramvaran.

Hur mycket kostar 3D-skrivaren?

Innan man ägnar sig åt en hobby uppstår frågan: Kan jag få råd med det och kommer det att betala för sig själv? Båda frågorna är svåra att svara i det här fallet. 3D-utskrift kräver en viss teknisk implementering som inte existerar. Den första posten är dock att finansiera för alla. Enkla 3D-skrivare är redan tillgängliga för mindre än 200 euro, men det finns inga övre gränser. Bra och lättanvända enheter är knappt 1 000 euro. Huruvida investeringen är värd beror på - som med någon hobby - på eget intresse och efterföljande fördelar.

Att investera omedelbart i en dyr enhet skulle vara fel sätt. Även en model railroader köper inte den dyraste utrustningen, men börjar små, ökar intresset eller avvisar hobbyen. En 3D-skrivare för 1 000 euro skulle vara en mycket dyr lärling. Med cirka 200 till 250 € är dock inmatning i 3D-utskrift möjligt och skapar grunden för många utskriftsjobb. Om hobbyen drivs intensivt kan du senare tillgripa större enheter.

3D-skrivare använder CNC-teknik

CNC står för datoriserad numerisk kontroll eller tysk datorstödd numerisk styrning. Det som låter komplicerat kan sammanfattas ganska kortfattat. En dator instruerar ett maskinverktyg att närma sig en viss punkt med verktyget. Många på varandra följande kommandon resulterar således i ett komplett program där maskinverktyget kan göra ett komplett arbetsstycke. Det är inte nödvändigt att penetrera motivet för 3D-utskrift eller bara penetrera det i begränsad utsträckning. Det hjälper dock att förstå hur det fungerar och att ingripa i programmet efter behov. Detta kan vara till hjälp om du vill infoga ett stopp för en färgändring.

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: från

Arbetsstycket programmeras med ett koordinatsystem.

Grunden för CNC-kontrollen ligger på så kallade G-kommandon och koordinatsystemet med minst 2 axlar. 3D-skrivaren använder, som namnet antyder, 3 axlar. Ett enkelt exempel med två axlar kommer att förklara funktionen mer detaljerat.

Arbetsstycket som visas är baserat på koordinatsystemet och börjar vid punkten X0 Y0. Den är 7 cm lång längs X-axeln, når punkt X7 längst ned till höger och förblir vid 0 i Y, vilket resulterar i position X7 Y0 ​​(punkt 1). Nästa punkt växlar 4 cm på Y-axeln, men återstår vid X7. Positionen X7 Y4 (punkt 2) uppnås. Under den efterföljande sneda rörelsen ändras X- och Y-värdena till position X5 Y6 (punkt 3). Tillbaka till X-axelns ursprung (punkt 4) och med sökvägen på X0 stängs delen.

Beskriven här var bara konturen som skulle lämna en 3D-skrivare i ett skifte. Att göra en kropp av det, skrivhuvudet måste också gå upp, vilket beskriver den tredje axeln. Koordinaterna ligger i en 5 cm hög del vid nedre kanten X0 Y0 Z0 och vid övre kanten vid koordinatursprunget X0 Y0 Z5.

Positionerna kombineras i koordinatsystemet med ett program av G-kommandon. Dessa är sammansatta av snabbkorsningen utan bearbetning G0, matningshastigheten med bearbetning G1 och andra kommandon som beskriver konturer och inställda värden för maskinen. För att förstå är det dock tillräckligt att känna till de enkla rörelsekommandona i första hand. Baserat på exemplet skulle följande korta program resultera.

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: eller

Skrivarens gångvägar är tydligt synliga.
  • G0 X0 Y0 Z0 (startpunkt vid snabbspårning)
  • G1 X7 (infogning till punkt 1)
  • G1 Y4 (infogning till punkt 2)
  • G1 X6 Y5 (i matning till punkt 3)
  • G1 X0 (infogning till punkt 4)
  • G1 Y0 (i matning till utgångspunkten)
  • G0 Z10 (i snabb, 10 cm från ytan)

För en 3D-skrivare att bygga en kropp, Programmet måste repetera sig om och om igen och öka höjden efter lagets tjocklek av ordningen efter varje rundning av konturen.

Detta resulterar redan i denna enkla kontur ett mycket långt program som kan spänna över flera hundra linjer. För mer komplicerade delar ökar programmet i enlighet därmed och det är knappast möjligt att hålla koll på. Därför tar programvara över skapelsen och det är inte nödvändigt att skapa varje rad i sig. Det är dock inte fel att veta vad som händer i programmet.

Stepper motorer och körning av axlarna

Såsom beskrivits ovan är det lämpligt För att komma igång, ett kit där motorerna och enheterna installeras manuellt, Så här lär dom känna sin funktion och arbetssätt.

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: eller

Stegmotor för styrning av axelrörelsen

Skrivhuvudet måste vara Flytta över tre axlar till utskriftsmodellen kan. I den vanliga inställningen, en rörelse (X-axeln) över bordet och två axlar (Y och Z-axel) över skrivhuvudet. Förflyttningen kan ske via olika former, men kräver alltid en så kallad stegmotor som en enhet. Till skillnad från enkla motorer har de många spolar i ytterringen, som aktiveras efter varandra, vrider motorn steg för steg. Det är också möjligt att aktivera endast nästa spolepar, varigenom motorn roterar i en förutbestämd vinkel och förblir i denna position.

Ju fler spolepar en stegmotor har desto mindre är vinkeln på ett steg. Denna stegfunktion gör det möjligt att styra den exakta positionen av enheten utan att mäta eller testa rotationsrörelsen. Om motorns vridningar, som kan hända på grund av överbelastning, har det emellertid inte längre möjlighet att kontrollera dess position eller antal varv. Denna situation kallas stegförlust. I det här fallet måste bordet eller skrivhuvudet flytta till nollpunkten, vilket bestäms med hjälp av gränsvärdena. Vid denna tidpunkt är färdvägen inställd på noll och stegmotorn börjar räkna sina varv igen och bestämmer därigenom den färdiga banan.

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: 3d-modell

Trapezformig spindel och spindelmutter

Så stegmotorn flytta bordet eller skrivhuvudet kan, den roterande rörelsen av motorn måste omvandlas till en rak linje rörelse. Detta kan göras med en maskdrift, ett kuggväxel och ett kuggrem eller liknande.

Den säkraste varianten presenterar drivenheten med hjälp av kulskruv hur det används på stora CNC-maskiner. Motorn roterar en gängad spindel på vilken det finns en parningstråd (mutter) som rör sig på spindeln och är således förskjuten. Bultskruven har dock ingen enkel tråd, men flera bollar som styrs i tråden och kan anpassas exakt till spindeln. Detta resulterar i en spelfri överföring av rotationsrörelsen utan friktion och därmed (nästan) utan slitage. Denna bollskruv är dock väldigt komplex och används därför mindre i 3D-skrivaren.

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: 3d-utskrift

Rörelsekonferens med hjälp av ett tandrem

Billigare är Trapezformade trådspindlar med mässingsgängade buskar. Dessa har en bra passform, men kan bära och spela, vilket skapar det så kallade "omkastningsfelet" uppstår.

Det är ganska enkelt att överföra rörelse med hjälp av ett tandrem. Detta sitter på motorsidan på ett slags redskap, vilket passar positivt mot tidremmen. Om motorn roterar, flyttas det tandade bältet exakt fram och tillbaka och drar bordet eller skrivhuvudet till önskat läge. Denna typ av enhet är lätt att genomföra, billigt och föremål för ett mycket minimalt slitage. Den rätta bältespänningen är emellertid viktig för att undvika en bakslag genom ett slingrande bälte.

Backlash: Om ett redskap (oavsett vilket form) spel står det med en rotationsrörelse i en riktning under spänning och arbetar exakt. Om motorns rotation är omvänd måste motorn dock balansera spelet innan spänning uppstår mellan transmissionsdelarna och en del rör sig nästa. Under denna tid, även om en rotationsrörelse av motorn sker, men rörelsen överförs endast med fördröjning och det finns ett fel mellan motorns varvtal och den faktiska rörelsen av bordet. Eftersom detta fel inträffar varje gång rotationen vänds kallas det ett omkastningsfel.

Viktiga tekniska villkor för 3D-utskrift

Principen för 3D-utskrift är inte svårt, men för att kunna använda hjälp i nätverket är det viktigt att känna till några tekniska termer.

filamentDetta hänvisar till "plasttråden" för bearbetning. Olika material kan användas för detta ändamål.
extruderIndikerar skrivhuvudet som värmer och behandlar bearbetningsmaterialet. Det finns också extruder som kan hantera två eller flera färger.
värmare sängMånga utskriftsytor kan värmas upp, vilket håller utskriftsobjektet jämnt varmt och förhindrar förvrängning på grund av ojämn kylning.
Skivning eller skivningSkivning betyder "skivning". Det här är exakt vad programmet "Slicer" gör, vilket bryter ner ett 3D-objekt i lager för att kunna skriva ut dem.
Support eller supportmaterialEn 3D-skrivare bygger objektet från botten upp och kan inte skrivas ut i luften. En V kunde således skrivas ut, men tvärstången vid H inte. Därför byggs tunt stödmaterial upp, vilket stabiliserar korsstången under utskrift och kan avlägsnas efteråt.
Cura, Slic3r, Förenkla3D...Skärning av G-kodgeneratorerna - skivar 3D-objektet och skapar det program som skrivaren arbetar med för lager för lager.
Hot slutSkrivhuvudet (extruder) måste värma filamentet, vilket händer vid trycktoppen, den så kallade heta änden.
Warp effektDra strängsprutmaskinen eller den varma änden vid lyftning av gängor med fel temperaturinställningar, kallad warp-effekten.
Fused Deposition Modeling (FDM)FDM är smältprocessen i munstycket som används av skrivaren för att applicera filamentet.
skiktEn 3D-skrivare skapar önskad modell i flera lager, dessa kallas lager.

Innan du skriver ut krävs en 3D-modell

När du vet hur en 3D-skrivare fungerar är det upp till dig förberedelsen för det första trycket, vilken 3D-modell behövs för. Första försök kan enkelt laddas ner och testas på internet. Men om du också vill skriva ut egna arbetsstycken kommer du snart att möta frågan: Hur skapar jag en 3D-modell?

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: 3d-modell

Modell skapad med SketchUp

För detta erbjuder Internet många möjligheter och fria program, som är helt tillräckliga för första och även komplicerade applikationer. Känt är SketchUp, som du enkelt kan skapa modeller. Fördelen med SketchUp ligger i den intuitiva operationen, så att modeller skapas snabbt. Om du är bekväm med grafikprogram kan du också använda SketchUp. Men som du lär dig, erbjuder SketchUp mycket mer än de initialt synliga funktionerna. En djupare introduktion till saken hjälper till vid utbredd användning av 3D-programvara. Många handledningar och videor presenterar och förklarar funktionerna och egenskaperna hos SketchUp.

När SketchUp öppnas visas den ovan nämnda igen tredimensionellt koordinatsystem, arbeta med CNC-maskinerna. Det börjar med en bas som kan dras upp i två klick och bildar en kropp. Andra funktioner möjliggör skapandet av klackar, hål och genombrott. Ju mer komplicerade delen blir desto mer träning krävs.

Snabbt skapas den första modellen, som bara behöver rätt filformat, för att kunna bearbetas av skrivarprogrammet. Vanliga är STL och OBJ, Men nya utvecklas ständigt. Speciellt SketchUp erbjuder för export (och många andra funktioner) plugins, som kan installeras via "Window / Extension Warehouse". Med plugin "SketchUp STL" kan programvaran omedelbart spara sparade projekt i STL-format.

Skärning för att skapa ett utskriftsprogram

Eftersom en 3D-skrivare skapar fasta ämnen måste de Byggd upp lager efter lager vara. Fritt hängande element är inte möjliga eftersom den flytande plasten helt enkelt skulle falla ner.

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: 3d-modell

Skärare beräknar resans avstånd och skapar programmet

Ett kropps tryck är därför direkt på arbetsbordet och bygger upp. För att skrivaren ska kunna bygga de enskilda lagren måste 3D-modellen "skivas" och omvandlas till ett utskrivbart program. Detta händer genom en programvara som heter "Slicer", som vanligtvis ingår i skrivprogrammet eller skrivardrivrutinen. Naturligtvis finns det även 3D-program som har inbyggda skivfunktioner, skrivardrivrutiner som behöver en extra skivare eller skrivprogram som kombinerar alla funktioner. Detta måste betraktas individuellt, men processen förblir densamma: skapa 3D-modell - så småningom konvertera format - slicen-print.

Skärmaskinen uppfyller dessutom en speciell funktion vilket gör kroppen meningsfull. Utan denna funktion skulle en kropp vara helt fylld av material, vilket förbrukar mycket glödtråd och stabiliteten är endast delvis användbar. En kropp fylld med honungskamrlar konsumerar bara hälften av materialet, väger mindre och är mindre stabil i stabilitet än en fast kropp. Det är därför lämpligt att göra fasta kroppar endast de yttre ytorna och fylla inredningen med profilformar. Hur profilerna ser ut och hur starka de är kan vanligtvis anges i inställningarna. Honungskamrater med fyllning av 30 till 40% av det fasta materialet har visat sig vara mycket stabila.

Viktigt för utskriftsprocessen

Den exakta höjden på skrivhuvudet är viktigt

Innan du kan börja skriva ut, 3D-skrivaren måste vara i rätt tillstånd. Dessa innefattar i första hand referensdimensionerna. Under startprocessen kontaktas dessa med hjälp av gränsvärmar, vilket bestämmer nollpunkten för skrivaren. Så länge som extrudern inte har förflyttats med våld eller misstag manuellt, behålls de närliggande dimensionerna och skrivaren är klar för användning. Om dimensionerna justeras går det att flytta skrivaren till närmre referenspunkten. Detta görs genom att starta om skrivaren eller välja hemposition.

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: från

Kontrollera nollpositionen med papper

Dessutom kan det vara nödvändigt att justera höjden på skrivhuvudet. Om nollpunkten närmar sig Z-axeln (höjd) måste trycktoppen vara exakt upp till högst 0,1 mm ovanför skrivbädden. Detta kan kontrolleras om strängsprutaren flyttas till varje hörn av utskriftsområdet och högst ett pappersark kan skjutas mellan trycktipset och tryckplattan. Papperet har en tjocklek av 0,1 mm, så det kan vara nödvändigt att öka extruderpositionen med 0,1 mm.

Felaktig höjdjustering kan leda till att det första lagret av glödtråd hålls fast vid tryckplattan (nollpunkt för högt) eller deformeras för mycket under utskrift. Inställningen som är för låg kan kännas igen av en bred kant på utskriftsobjektets kropp. Men också bra är en bedömning av den första utskriftspositionen. Tydligt identifierbara enskilda och osmältade ledningar indikerar för hög inställning. Om emellertid det applicerade filamentet pressas för mycket genom att ställa det för lågt, kommer burr att byggas upp mellan de enskilda banorna. En omställning är nödvändig.

Välj glödlampan och ställ in rätt trycktemperatur

Det första beslutet om ett bra utskriftsresultat är med rätt tråd. Olika kompositioner uppnår olika egenskaper, vilket kan vara avgörande för projektet.

Finns rätt filament, måste vissa utskriftsinställningar kommer att justeras. Inte varje filament smälter vid samma temperatur eller har samma flödesegenskaper. Därför är lämpliga temperatur- och matningsinställningar viktiga för filamentet. Dessa gäller temperaturen vid den heta änden, temperaturen på trycktabellen och det valda maximala flödet.

Filament för 3D-utskrift

[img uuid = "9f86434e-627f-457f-be68-030c0f0155d1" alt = "3d-print-0" class = "size-medium wp-image-88305 alignleft" height = "108" width = "300"]

Processmaterialet i 3D-skrivaren kallas filament. Många olika kompositioner tillåter olika materialegenskaper och optik. Vi förklarar hur de enskilda filamenten behandlas. Filament för 3D-utskrift

Skiktets höjd bestämmer utskriftskvaliteten

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: vara

Skikthöjd 0,2 mm

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: 3d-modell

Laghöjd 0,3 mm

3D-utskrift - från skiss till 3D-modell: 3d-modell

Skikthöjd 0,4 mm

Varje utskriftselement består av flera skikt - skikten. Höga skikt innebär att skikten är tydliga synliga på ytterytan, men minimerar trycktiden. Ett litet lagerhöjd minskar de synliga spåren, Det innebär emellertid en proportionellt högre trycktid.

Vanligen används tryckmunstycken med en diameter av 0,4 mm, vilket resulterar i en maximal skikthöjd på 0,4 mm. Det innebär att klara spår i en höjd av 0,4 mm är synliga på utskriftsobjektet. En skikthöjd på 0,2 mm ger bättre resultat, men kräver dubbelt trycktid. Så det måste finnas en kompromiss mellan trycktid och önskad ytkvalitet.

Med en förändring i lagerhöjden ändras även resvägarna i programmet, så att inställningen i skivan måste ändras. Skäraren skapar sedan det lämpliga programmet och justerar de ändrade flödeshastigheterna på extrudern.

Väggtjocklekar och fyllningar bestämmer stabiliteten och trycktiden

Komplettera en modell med filament skulle förbruka mycket tryckmaterial och tid, men stabiliteten är bara delvis användbar. Användbar är en mer ekonomisk fyllning (infill) i linje, kvadratisk eller bikakform. Detta uppnår jämförbar stabilitet men förbrukar endast en bråkdel av filament och kräver betydligt mindre trycktid. Hur tätt den inre fyllningen är tryckt, kan specificeras i skivaren under punkten "fyllning" eller "fylldensitet" i procent. 30% ger en bra kombination mellan stabilitet, materialförbrukning och trycktid.

Eftersom en utskriftsmodell inte bara kan bestå av 30% fyllning krävs det ett kontinuerligt yttre skal. Detta består av lägsta lagret (första lagret), de yttre linjerna (perimetrarna) och det övre täckskiktet, Övre och nedre kallas "fasta lager" och bör ha en höjd av ca 1 mm. Om skikthöjden är 0,2 mm, ska fem fasta skikt ställas in. Om det är möjligt att ställa in de nedre och övre täckskikten separat (övre och nedre), kan det lägre lagerhöjden också vara lägre. Om objektet skrivs ut i sitt senare läge är undersidan inte synlig, även om ett till två "bottenfasta lager" är tillräckligt.

Ytterhöljet bör vara lite stabilare och bestå av 2 till 4 banor. Större objekt kräver mer omkrets än små objekt med många konturer. Emellertid kan för många omkretsar väsentligt förändra trycktiden, eftersom de skrivs långsammare än fyllningen.

Liknande sidor

  • Boomerang bygga
  • Kompressor: Välj och använd komprimerad luftkompressor
  • ANET E10 - ny 3D-skrivare som testas
  • Trycksprutningssystemet slår bort tidstrycket
  • CNC fräsmaskin för hem förbättring
  • Plexiglasborrning
  • Drippingskran: Byt ut eller byt patron
  • 3D-skrivare: mallar, idéer och instruktioner
  • Flexibel trädgårdsslangtest: FITT YOYO
  • Filament för 3D-utskrift
  • Creality CR-10 3D-skrivaren i
  • Billigt 3D-skrivare som ett kit i
  • Dämpferpumpe
  • vattenverk
  • kompressor

Video Board: 3D utskrift och prototyper från TME Elektronik