3D tiskalnika iz domačih logov

3D tiskalniki postajajo dosegljivi, to smo preverili v prejšnji številki s preizkusom prvega, ki ga je mogoče za manj kot 700 evrov kupiti kar v trgovini. Čeprav je tiskalnik pokazal dokajšen potencial,  smo opazili nekaj omejitev. Tokrat smo preskusili dva tiskalnika, ki ju je oplemenitilo domače znanje.

Zahtevni uporabniki si želijo tiskalnik, ki bi omogočal več kot preizkušeni Velleman K8200. To lahko dosežemo na dva načina –  lahko sežemo globoko v žep in naročimo dober in preizkušen tiskalnik. A ker 3D tiskalniki še niso vabljivih oblik kot iPhoni, je na voljo še en način – lahko se poglobimo v tehnologijo in tiskalnik večinoma sestavimo v lastni režiji. Resda je mogoče vse sestavne dele 3D tiskalnikov kupiti, a je ključna premišljena zasnova in izbira komponent, ki pripelje do dobrih rezultatov. Ogledali smo si dva različna tiskalnika, ki dodatno razširjata nabor teh delov – enega industrijskega in drugega, namenjenega domačim projektom, ki pa kljub temu lahko pomaga pri prvih korakih v svet podjetništva. Oba predstavljena zgleda domačega znanja kažeta, da je 3D tisk v začetnem zagonu in da je mogoče v domači delavnici narediti uporabne in tehnično dovršene izdelke.

Biohazard Serpent

Linija tiskalnikov Biohazard je nastala kot stranski produkt birokratskih ovir. Njen ustvarjalec Denis Bolić je namreč po poklicu arhitekt in se je zadnje leto pri svojem projektu boril z birokratskimi mlini na veter. Zato je malo za dušo in malo za potrebe kolega začel sestavljati 3D tiskalnik – Biohazard Deltabot. Že pred tem je v lastni režiji izdelal stroj CNC za obdelavo aluminija in plastike ter z njim dokazal, da mu strojegradnja leži, sam pa stroj uporabil za izdelavo nekaterih sestavnih delov za tiskalnik. Osnovo konstrukcije svojih tiskalnikov je povzel po prosto dostopnem modelu delta tiskalnika Rostock (reprap.org/wiki/Rostock). Delta tiskalniki so dobili ime po videzu, saj so z zgornje strani videti kot trikotnik oziroma velika grška črka D. V vsakem od oglišč je steber, ki daje tiskalniku ustrezno togost, ob njem pa vodilo. Vsaka od treh rok je pritrjena na svoj voziček, tega motor premika prek zobatega jermena gor in dol po vodilu, na sredini pa je glava s šobo. Taka zasnova tiskalnika omogoča kar največje zmanjšanje premikajoče se mase in s tem zmanjšanje vibracij, ki bi lahko premaknile tiskovino ali povzročile majcene nepravilnosti v položaju glave. Z zmanjševanjem mase glave je šel g. Bolić v najnovejši izvedbi svojega tiskalnika Biohazard Serpent tako daleč, da je nosilec šobe pol lukenj, roke pa so narejene iz ogljikovih vlaken. Na drugi strani pa je samo ohišje, z okoli 20 kg precej težko, prav iz razloga, da se pri tiskanju kar najmanj krivi in s tem ne poslabšuje dimenzijske ustreznosti izdelka. Ločljivost tiskanja je lahko do 50 μm, vendar se praktično uporablja ločljivost 150–200 μm. Tiskalnik omogoča tiskanje predmetov s premerom do okoli 300 mm in višino do 350 mm. Hitrost tiskanja lahko doseže tudi 200 m/min brez vpliva na kakovost (http://y2u.be/mMB7vz7JvxQ). Krmilnik tiskalnika je izdelan na podlagi Ardunia. Krmilnik in napajalnik sta všečno skrita pod delovno mizo, na prednji strani tiskalnika pa je dodan zaslon LED, ki v kombinaciji z bralnikom kartic SD omogoča tiskanje modelov v formatu gcode tudi brez uporabe računalnika.

Ko smo pretekli mesec preizkusili prvi komercialno dostopen 3D tiskalnik pri nas, Velleman K8200, smo naleteli na par perečih težav – moteče tresljaje med delovanjem, krivljenje delovne mize, slabo zasnovo mikrostikal in podobno. Zdi se, da se je g. Bolić že vnaprej posvetil vsaki od teh težav. Tresljaje je ustrezno zmanjšal in tako obvladal, v pomoč pa je tudi to, da se tiskovina pri tisku ne premika. Na zgornjo površino ogrevane mize je namestil steklo, ki preprečuje krivljenje med delovanjem. Kalibracija položaja glave pa je narejena s posebnim tipalom domače izdelave. Tipalo pred začetkom tiskanja določi položaj mize v več deset točkah in ustrezno prilagodi program. Tako upravljavec tiskalnika ne spominja na norega znanstvenika iz filma, ki skače okoli čudne naprave in jo poskuša obvladati z vrtenjem gumbov, zraven pa kriči nekaj vmes med kletvicami in znanstveno latovščino. Način kalibracije (in togost tiskalnika) je tako učinkovit, da lahko začnemo tiskati tudi takoj po selitvi tiskalnika – na primer pri prevozu na drugo lokacijo.

Arhitekturna žilica pa je ustvarjalca spodbudila, da se je posvetil tudi samemu videzu naprave. Vsi vijaki imajo inbus glave, napajalni kabli pa so povezani v lične snope. To je tako estetsko všečno kot tudi varno, saj se kabli s tem ne zatikajo. Vse to daje tiskalniku Biohazard Serpent industrijski videz. Prav profesionalni rabi je tiskalnik tudi namenjen, na primer za hitro izdelavo prototipov (angl. rapid-prototyping). Trenutna cena je 2500 evrov, a naj bi se z bolj množično proizvodnjo znižala, zato se   Bojić spogleduje s Kickstarterjem, še posebej zaradi dobrih izkušenj nekaterih drugih slovenskih izumiteljev (FlyKly, Chipolo).

Tretja implementacija Bolićevega 3D tiskalnika Biohazard Serpent je do 23. decembra na ogled na Sejmu Pop Up Dom v Ljubljani (www.popupdom.si). Tiskalnik je opremljen z eno šobo, ki uporablja vlakna PLA ali ABS debeline 1,75 mm, vendar je glavo mogoče opremiti z dodatno šobo za dvobarvni tisk (kot na primer pri prejšnji izvedbi Biophazard Hydra). Čeprav je bilo dogodivščin pri sestavljanju teh treh tiskalnikov za ne tako malo knjigo groze – od zablodelih poštnih pošiljk do nezgod pri podizvajalcih, je razstavljeni tiskalnik dokaz, da je z malo volje (in veliko mero potrpežljivosti) mogoče narediti velike stvari.

Biohazard Serpent

Industrijski 3D tiskalnik.

Kje: www.3dtiskanje.si.

Cena: 2500 EUR.

✓    Natančnost, robustnost, oblika.

✗    Nič, le upanje na nižjo ceno.

Elektronik.si Ultimaker

Nekoliko drugače so se izdelave 3D tiskalnika lotili v Društvu elektronikov Slovenije, pri čemer so se trudili izdelati kar najbolj univerzalen tiskalnik, ki bi ustrezal večjemu številu ljubiteljev, tako za domače kot morda tudi poslovne projekte. Obenem naj bi bil finančno dostopen. Ker več glav več ve, v Društvu pa imajo s skupnimi projekti že dobre izkušnje, je kmalu nastala pisana druščina, ki se je spopadla s problemom izgradnje – hipstersko se temu reče croud-sourcing. En del članov je prevzel koordinacijo, drugi elektroniko, spet tretji izdelavo ohišja. Za predlogo svojim načrtom so izbrali Ultimaker Classic (ultimaker.com). Ta je odprtokodne zasnove, zato so njegove načrte lahko uporabili in jih prikrojili svojim potrebam in zmožnostim, od tod tudi ime projekta ­– Elektronik.si Ultimaker.

Pomembna korist skupinske izdelave – izdelali bodo 78 tiskalnikov – je tudi ugodnejša cena, ki jo je mogoče iztržiti na tak način. Okvirna cena tiskalnika je okoli 400 evrov, ker pa je vsak sestavljavec tiskalnik lahko malo prilagodil svojim željam, natančne končne cene (še) ni. Cena bo v celoti poravnana iz žepov udeležencev projekta. Čeprav se takšna skupinska izdelava zdi enostavna, je daleč od tega. Že koordinacija izbire in nabave sestavnih delov, ki jih je več kot 1000 in prihajajo od dobaviteljev z vseh koncev sveta, je prava logistična grozljivka, pod katero včasih klecnejo  tudi večja podjetja.

Ena od poglavitnih prednosti Ultimakerja je ogrevana miza in zaprta komora za tiskanje, kar omogoča lažje in predvsem natančnejše tiskanje plastike ABS (tiskalnik lahko tiska tudi s plastiko PLA in najlonom). Ultimaker uporablja vlakno širine 1,75 mm, kar dovoljuje natančen tisk. Kljub zaprtosti ohišja je tiskalnik razmeroma majhen, saj meri le 36 cm v širino in globino ter 48 cm v globino. Tiskan izdelek je lahko velik kot kocka z robom 20 cm. Sestava tiskalnika je ortogonalna – trojna vodila za glavne smeri so pravokotna druga na drugo, z glavo, ki se premika v vse tri smeri, miza pa je fiksirana. Večina bodočih uporabnikov si je domoljubno izbrala leseno ohišje. Tudi les je namreč dovolj tog, da zadostuje potrebam tiskalnika, zahtevnejši pa lahko posežejo po kovinskemu ohišju, ki pa je tudi nekoliko dražje.

Uporabljena je ena tiskalna glava E3Dv5 s temperaturo do 300 °C. Po potrebi bo mogoče dodati še dodatno glavo, ki bo omogočala dvobarven tisk, tiskalnik že ima ustrezni reži za dodaten podajalnik in nosilec koluta. Podajalnik materiala uporablja notranje planetno gonilo, ki je manj občutljivo za umazanijo in obrabo. Hitrost tiska je do 150 mm/s, ločljivost pa 0,4 mm v vodoravni in 0,05 mm v navpični smeri, pri čemer je točnost pomika med 0,05 in 0,1 mm.

3D tiskalnik Elektronik.si Ultimaker je trenutno v zadnji fazi izdelave. Prototip je bil izdelan in ustrezno preizkušen. Prav tako je že izdelana večina delov za tiskalnike, na nekaj delov pa v času nastajanja članka še čakajo. Kasneje decembra pa bodo potekale delavnice, kjer bodo udeleženci svoje tiskalnike sestavljali s pomočjo inštruktorjev. Glede na muke, ki smo jih bili deležni pri sestavljanju kita Velleman K8200, lahko rečemo, da je tak postopek zelo prijazen do uporabnikov. S skupinskim sestavljanjem in prvimi preizkusi bo prvi del projekta končan. Za njim bodo prosto dostopni ostali vsi načrti. Na žalost avtorji projekta še ne vedo, ali bodo zainteresirani javnosti ponudili tudi izdelane sestavne dele (torej tiskalnik v kitu) ali celo že izdelan tiskalnik. Čeprav je cena, ki je okvirno okoli 300 evrov, zelo ugodna,  zajema le materialne stroške, ne pa časa in znanja, ki sta bila vložena v projekt. Morda pa bo sčasoma iz nabranih izkušenj zacvetela nova podjetniška ideja. V društvu si lahko za uspeh štejejo že samo usmerjanje tako velike skupine ljudi. Samo v pol leta je projekt iz grobe zamisli prerasel v uskladitev načrtov in izdelavo tiskalnika.

Elektronik.si Ultimaker

Projekt izdelave lastnega 3D tiskalnika.

Kje: www.elektronik.si/phpBB2/viewforum.php?f=52

Cena: Načrti zastonj, sestavni deli okoli 400 EUR.

✓    Premišljena zasnova, univerzalnost.

✗    Le sestavljiva različica, ni je mogoče kupiti v trgovini, nedodelana zunanjost.