Druk 3D jest technologią o nieskończonej ilości zastosowań. Możemy się go uczyć sami, w domu i bez ograniczeń wiekowych. Gdy zarówno rodzice jak i dzieci, spędzają czas w domu może możemy zrobić coś wspólnie, połączyć przyjemne z pożytecznym i dodatkowo nauczyć się czegoś, czego nie ma „w podstawie programowej”?
Kurs ten ma na pokazać wszystkie etapy procesu drukowania w technologii 3D od pomysłu do realizacji. Jeśli chcielibyście dowiedzieć się czegoś więcej o którymkolwiek z kroków – piszcie proszę na nasz adres: [email protected].
Spis treści:
- problem
- od czego zacząć
- dobry szkic
- modelowanie, tworzenie, rysowanie w programie 3D
- przygotowanie pliku dla drukarki 3D
- drukowanie na drukarce 3D
- modelowanie w programie do grafiki 3D
- podsumowanie
Problem
Środek stycznia. Problem jak na tę porę roku nietuzinkowy. Uszkodzone kółko boczne w rowerze. Z perspektywy osoby, której to kółko jest potrzebne – dosłownie koniec świata. Z perspektywy rodzica – kłopot. Problem, który jest wielopłaszczyznowy, wielowątkowy, a zarazem bardzo codzienny. Rozwiązanie typowe – wyprawa do sklepu rowerowego, który w środku zimy posiada kółeczka boczne. Można przejrzeć też sklepy internetowe i liczyć na to, że zamówione elementy będą pasować (jak nie – to proces trzeba będzie powtarzać). Najpierw jednak trzeba wytłumaczyć młodemu człowiekowi, któremu zawalił się świat, że cały proces potrwa…
Dlatego może warto zaryzykować i spróbować, czegoś innego: “Synu (w moim przypadku), a może tak wydrukujemy to koło na naszej drukarce 3D?”. Błysk w oku mojego dziecka i jego ciekawość dorównująca mojej, bądź odwrotnie moja, dorównująca jego, jak to zrobić.
Od czego zacząć?
Oczywiście, aby nasze „nowo odkryte” koło dorównywało funkcjonalnością poprzedniemu, należy je odtworzyć w podobnych wymiarach. Zatem nasze pierwsze zadanie to pomiary. Najprościej będzie odkręcić drugie boczne kółko i na nim dokonać badań do naszego projektu. Dokonujemy ich za pomocą wszelkich dostępnych przyrządów i zapisujemy wyniki.
Przyrządy pomiarowe:
Dobry szkic
Aby zacząć modelowanie dobrze jest zrobić szkic. Nie jest to procedura konieczna, ale może ułatwić stworzenie modelu – szczególnie jeżeli po raz pierwszy tworzymy go w programie komputerowym. Na etapie szkicowania możemy też zastanowić się nad tym, czy tworzone kółko nie mogłoby mieć nieco innego, nowego wyglądu.
Modelowanie, tworzenie, rysowanie w programie 3D – Fusion 360
Do tworzenia koła użyłem programu Fusion 360 firmy Autodesk. Jest to program darmowy do zastosowań edukacyjnych i domowych. Posiada bardzo dużą ilość poradników on-line. Z własnego doświadczenia wiem jednak, że najlepiej uczyć się takiego programu, gdy ma się jakieś zadanie do wykonania – w naszym przypadku jest to nowe koło. (Przypominam, że mogę każde w zamieszczonych tutaj zagadnień rozwinąć, proszę o info na [email protected]).
Przygotowanie pliku dla drukarki 3D
Aby wydrukować model utworzony w programie Fusion 360 musimy go wyeksportować do pliku stl. Teraz ten plik musimy przetłumaczyć na język drukarki i przygotować jej plik gcode – jest to maszynowy format zapisu danych. Taki plik wydaje polecania poszczególnym elementom drukarki 3D aby ta wydrukowała nasz model 3D. Ja użyłem do tego zadania programu Cura od firmy Ultimaker. Innym, świetnym programem wykonującym to zadanie jest PrusaSlicer.
I tutaj pojawia się miejsce na temat rzekę, o magii jaka dzieje się w programie przygotowującym plik do druku. To tutaj ustawia się wszystkie parametry jak np. temperaturę do jakiej należy rozgrzać dyszę drukującą, tutaj ustawia się ile procent wypełnienia jaki ma mieć nasz model 3D czy jak bardzo dokładnie ma być wydrukowany model. Wszystkie te parametry będą wydłużać bądź skracać czas druku, będą wzmacniać bądź osłabiać wytrzymałość mechaniczną naszego modelu. Program wylicza również szacowany czas potrzebny do wydrukowania koła (w tym przykładzie program oszacował czas na 17h). Tak przygotowany plik w zależności od modelu drukarki, przenosimy na kartę SD bądź przesyłamy do drukarki bezprzewodowo.
Drukowanie na drukarce 3D
Drukarka użyta do wydrukowania naszego koła to Creality Ender 3 Pro. Jest to drukarka posiadająca bardzo duże wsparcie społeczności internetowej – jest do niej cała masa poradników, jak również filmów instruktażowych na platformie YouTube. Moja drukarka ma dodatkowo podpięty minikomputer Raspberry Pi (którego jestem ogromnym fanem). Komputer ten dzięki zainstalowanemu oprogramowaniu OctoPrint poszerza właściwości tej drukarki np o możliwość druku bezprzewodowego. Wypełnienie jakie widać na zdjęciach to tzw Gyroid. Wypełnienie to umożliwia dobre przenoszenia sił w różnych kierunkach, ale stworzenie tej pięknej i misternej plątaniny przetopionego materiału, kosztuje drukarkę 3D dużo czasu. Ten piękny czerwony materiał to PLA od firmy Rosa3D.pl.
Montaż koła w rowerze w miejsce uszkodzonego
Po wydrukowaniu zostaje zamontować koło w miejsce zniszczonego i koniecznie dodrukować drugie. Efekt najlepiej widać na zdjęciach.
Modelowanie w programie do grafiki 3D – Blender
Nic nie stoi na przeszkodzie aby nasz model utworzony w programie Fusion 360 wyeksportować do innego programu np do programu do tworzenia grafiki, animacji 3D. Osobiście wybrałem Blender’a – open sourcowy, darmowy program do tworzenia, modelowania i grafiki 3D. Polecam zacząć jego naukę od wersji nie niższej niż 2.80. Od tej wersji w programie jest dużo zmian, których w poprzednich wersjach nie było. W programie tym możemy dobrać interesujące nas oświetlenie, materiał z jakiego ma być wykonane kółko. Generujemy i tworzymy otoczenie. Możemy stworzyć własną animację bądź wyrenderować ciekawy obraz. Prostą animację można zobaczyć tutaj.
Podsumowanie
Każdy może zacząć przygodę z drukiem 3D. Trzeba tylko chcieć nauczyć się czegoś nowego. Na każdym etapie tego procesu uczymy się niesamowitych rzeczy i doskonalimy zdobyte już umiejętności. Kółko po ponad 2 miesiącach użytkowania wygląda wciąż idealnie, a co najważniejsze nawet jak się zniszczy to możemy wydrukować kolejne – tym razem może w innym kolorze…
Zapraszam do zadawania pytań, bądź bezpośredniego kontaktu ze mną. Na bazie waszych pytań i sugestii będę tworzył kolejne posty na ten temat na portalu e:mi.
