3D nyomtatás

2022-06-12

 

Azt hiszem a fiatalkorúaknak pár szóben beszélnem kell gyerekkorom egyik kedvenc lengyel rajzfilmjéről a Varázsceruzáról. A sorozat egy ügyesen rajzoló kisfiú kalandjairól szólt. Mindig valami bajba keveredik, ekkor előkerült egy törpe, aki ad neki egy Varázsceruzát. Amit ezzel rajzol, az valóságos tárggyá válik, ami kisegíti a bajból. Szerintem a hetvenes évek elején a filmsorozat megalkotói sem gondolták, hogy ez egyszer valóság lesz. Persze nem pont úgy, dehát gondolhatunk a gondolatátvitelre (mobiltelefon), vagy boszi üveggömbjére (TV), ma már természetes, hogy házi zenekarunk van (MP3), és ne gondoljunk az atombombára, meg ki tudja milyen szörnyűségekre. Nekem a 3D nyomtatásról mindig a Varázsceruza jut az eszembe.

Idén egy kedves barátom bíztatására, meg az útmutatása segítségével vételeztem egy 3D nyomtatót. Ez jól el is vonta a figyelmemet sok más dologról. Gyűlnek a tapasztalataim, úgy gondolom érdemes a témáról írnom. Az is igaz, van még mit tanulnom. Nekem nagyon bejött a 3D nyomtatás. Nagyon jól kiegészíti az elektronikai dolgaimat. Egy csomó olyan görcsölésnek intettem búcsút, hogy két bilifület, meg három alátétet hogyan erősítsek össze, ami majd tartani fog egy... Mutatok egy nagyon egyszerű példát. Kellett a fúróálványomba egy szűkítő, hogy kici occó kínai fúrógépemet is be tudjam fogni. Nagyjából három éves történet. Adódott, hogy egy kedves ember, gyanútlanul azt írta, ha már ilyen sok áramkört meg mindenfélét közkinccsé tettem, szíveen segítene ő is nekem, ha valami esztergálási, vagy marási problémám lenne. Persze, hogy volt. Ő adta az anyagot, legyártotta, elpostázta a saját költségén, és sajnos nem lett jó, ezért még egyszer. Én meg tökre égtem, hogy még a posta költséget is ő állta. Ezt a szűkítőt hozzávetőleg 3 perc alatt megterveztem, és a gép 20 perc alatt kinyomtatta.

Ha nem ismeri az ember a 3D nyomtatást, és reklámokból meg a videókból tájékozódik, azok segít-segítenek, de a valóság más. Kezdetben egy asztali CNC gép, egy lézer kivágó és egy 3D nyomtató között lamentáltam. Adottság, hogy panel lakásban lakozok. Nem rendelkezem egy csomó táblaanyaggal, nyers lemezzel. Igazából a CNC marás nem egy halk művelet, keletkezik forgács/por. Ha az ember a lézerrel nem csak gravírozni akar, hanem vágni, ahhoz nagyob teljesítményű/drágább gép kell, kell hozzá elszívás, meg nyers lemezek. Így választottam azután a 3D nyomtatást.

3D nyomtatásból is van sok féle (utána lehet nézni), talán maradjunk a szimpla otthoni nyomtatóknál. De még ezzel is csak annyit mondtam, mintha azt mondanám vettem egy biciklit. Ha szétnézünk a Neten... van választék. Otthonra lehet venni fotoreziszt anyaggal dolgozó nyomtatót, de talán kényelmesebben kezelhető, meg olcsóbb a nyersanyaga a műanyagszál megolvasztásával dolgozó nyomtatóknak. Ha láttunk már hőragasztó pisztolyt, ezek a nyomtatók hasonló elven dolgoznak. Van egy műanyag szál, amit filamentnek hívnak. Ezt a fejben megolvasztja. A nyomtató a fejet léptetőmotoros mechanika segítségével a térben mozgatja, és a kinyomott megolvadt műanyag szállal rajzolja ki a formát. Lehet kapni kisebb, meg nagyobb gépeket is. Mekkorát vegyünk, nagyon nagyot? Biztos, hogy lesz helyünk hozzá? Ha még valaki nem dolgozott 3D nyomtatóval, úgy működik a folyamat, hogy vagy letöltünk egy 3D tervet, vagy mi magunk is megtervezhetjük amit szeretnénk. Ezt a 3D-s tárgyat azután egy szeletelő programmal rétegekre bontjuk. Pontosan úgy néz ki, mintha műszaki rajzban szelvényeket rajzolnánk. Háziasszonyok elképzelhetnek egy sonka szeletelőt is, amivel vékony szeletekre vágjuk a 3D-s tárgyunkat. Ezután a nyomtatónak már egyszerű a dolga, ezeket a szeleteket szépen egymásra rajzolja. Persze minden nagyon egyszerű, amíg nem értünk hozzá.

Lehet nézegetni a nyomtatókat, de általában 5cm/sec sebességgel képesek a fejet mozgatni, a többi reklám. Nem igazán van sebességbeli különbség közöttük. Egy nem túl nagy tárgy kinyomtatásával is el fog tudni vacakolni a nyomtatónk akár több órát. A nyomtatásban a szűk keresztmetszet nem a filament ára, hanem a nyomtatási idő lesz. Ezért az ember egy memória kártyára felírja a tervet, bedugja a nyomtatóban este, azután hadd dolgozzon, reggel megnézi mi sült ki belőle. Viszont ezért fontos olyan típust választani, ami nem nyiszorog, halkan dolgozik. Ha van külön sufnink, akkor ez nem érdekes. A nyomtásnak nincs szaga, én legalább is nem érzem, szóval ez éjszaka nem zavar. Előszőr egy kiváló két szálas kínai típust néztem ki. Általában a kínai cégeknek van már lerakatuk a cseheknél, lengyeleknél, németeknél, franciáknál, spanyoloknál... amúgy Magyarország a világ közepe. Érdemes ilyen helyről rendelni, EU-ból szállítva nincs VÁM. Vagy két hetet csúszott a rendelésem, pénz visszafizetés... végül egy magyarországi web shop-ból vettem egy Creality Ender 3 V2-t. Ezzel max 20cm x 20cm x 25cm-es tárgyat lehet nyomtatni, és kifejezetten halk mechanikájú. Elég jó márka, lehet hozzá pót meg tuning alkatrészeket is rendelni.

Ez az elfuserált lopótök egy Klein palack. Gyerek vadászta a Net-ről. Az az érdekessége, hogy egyetlen magában záródó felülete van. Ennek a jelentőségét kizárólag matematikusok - tehát én nem - tudják megérteni. Olyasmi ez mint a magyar Gömbőc. Vagy a Möebius szallag, de azt még le tudtam követni.

Legalább úgy el tud az ember veszni a filamentek között is, mint a nyomtatók között. Alapértelmezés szerint 1,75mm szállal dolgoznak a nyomtatók. Lehet kapni vastagabbat is, de gondolom az ipari gépekhez való. A szálak anyaga az már érdekesebb. A legáltalánosabban használt filament a PLA, általában a legolcsóbb is. Valahol azt olvastam, hogy teljesen bio, mert kukoricából állítják elő. A filamentek különböző kiszerelésekben kaphatók, 0, 1kg..0,5kg..1kg.. 1kg anyagból nagyon sok mindent ki lehet nyomtatni. Sokféle anyag van, de kezdetben bőven elegendő, ha van 1-2 tekercs PLA-nk. Ha fokozott mechanika igénybevételre számítunk, akkor használhatunk PETG-t, legerősebbnek az ABS-t írják. Ha rugalmas gumi szerű alkatrészt akarunk nyomtatni, akkor vehetünk TPU-t. A különböző anyagok eltérő hőmérsékleten olvadnak meg, de aki mondjuk nem PLA-t használ, az úgyis utána olvas az ilyesminek. Kapható filament nem csak feketében, fehérben, átlátszóban, hanem a szivárvány minden színében, beleértve a neon színeket is.

Kapható fémes, bronz, vagy éppen arany színű anyag is. Van amelyikbe tényleg fémet kevernek. Létezik fa, márvány, kő színű, vagy éppen fa tartalmú anyag is. Van amelyik jobban koptatja a fejet, vagy éppen a nyomtatása extra beállításokat igényel. Nem csak a nyomtató fejhőmérsékletét szükséges a használt anyaghoz állítani, hanem az asztalét is. Az asztalt anyaga és felfűtése elősegíti, hogy a nyomtatás során a kinyomtatott tárgy jól tapadjon. A nyomtatás után azután megvárjuk amíg lehűl az asztalt, és ekkor általában könnyel leválasztható a kész tárgy. De van aki a tuti tapadáshoz ragasztós papírt használ és van aki hajlakkot. PLA-hoz én szimplán a nyomtató eredeti üveg asztalát és a gyári beálításokat használom, a fej 200 fok C, az asztal 60 fok C. Ha beszippantja az embert a 3D nyomtatás, rájön, hogy végtelen DIY és tuning lehetőségei vannak.

Kicsit hosszabb lett ez a bevezető, mint terveztem. Azért még három dolog ide kívánkozik, azoknak akik bele szeretnének fogni. Több oldal is van, ahol emberek terveket osztanak meg. Állítólag vannak fizetősek is, én az ingyenes www.thingiverse.com-on szoktam nézelődni.

Valójában jobban szeretem megtervezni a dolgaimat, úgyis valami egyedit akarok, amit még más nem csinált meg. Ha meg már más is megcsinálta, akkor én úgyis jobban tudom :). Műszaki tervezésben öreg motoros az AutoCad. Ennek az AutoCad-nak van egy on-line, web-es felületű, ingyenesen, pofon egyszerűen használható 3D tervező programja, ami akár gyerekeknek is ajánlható, www.tinkercad.com. Egyszerű regisztrációt követően használatba vehető. Jól jöhet, ha ismerjük a vezérlő billentyű kombinációkat is: https://blog.tinkercad.com/keyboard-shortcuts-for-the-3d-editor

Ha letöltöttük, vagy megterveztük a 3D tárgyunkat, akkor az általában *.STL file-ban landol a gépünkön. Ezt kell a nyomtatáshoz felszeletelnünk. Ezt az Ultimaker Cura segítségével tudjuk megtenni. *.STL be, *.gcode ki, pontosabban a memória kártyára, amit begyömöszölünk a nyomtatónkba...

Majd igyekszem összeszedni magam, és kicsit részletesebben ismertetni a programok kezelését, meg mik azok, amikre jó ha odafigyelünk.