Home » Printer » Guide: Byg selv en 3D-printer
Guide: Byg selv en 3D-printer

Guide: Byg selv en 3D-printer

Share

Lær mekanikken bag 3D-printere ved at lave en selv. Alt om DATA viser de komponenter, du skal bruge for at komme i gang

Begrebet 3D-print er fascinerende. Start en printer på et offentligt sted, og du kan være sikker på hurtigt at få nye venner. Det er forbløffende at iagttage den grundlæggende teknologi, mens lag på lag bliver opbygget for at lave en 3D-genstand. Fused Filament Modeling (FFM) er den populæreste proces, og det er denne form for 3D-printer, som vi skal se på i denne guide. De grundlæggende principper er utrolig enkle: En tynd plastictråd, også kaldet filament, bliver smeltet og skubbet gennem en lille dyse. Dysen bliver flyttet rundt på en printplatform, hvor den langsomt opbygger lag. Man kan sammenligne processen med en konditor, der ved hjælp af en sprøjtepose med tylle laver tredimensionale kagedekorationer.

Teknikken er enkel, men den teknologi, der gør den mulig, er utrolig avanceret og nøjagtig. Heldigvis har relativt nye forbedringer af mikro-controllere som Arduino-kortet og steppermotorer som Nema 17 betydet, at teknologien nu er inden for alles rækkevidde.

Nøjagtig styring

Nøjagtig styring ved hjælp af disse kort og steppermotorer har gjort det muligt for interesserede at komme i gang med at bygge deres egne enheder. Udgangspunktet for ethvert FFM-projekt er det banebrydende arbejde, som folkene bag RepRap-projektet har udført. Adrian Bowyer og hans hold indledte nutidens 3D-printrevolution, og i dag kan enhver lave sig en billig 3D-printer derhjemme. Der er mange konstruktioner at vælge imellem, og hovedparten bygger på det oprindelige arbejde med RepRap-projektet.

En af de printere, der kom ud af RepRap, er Prusa i3, som er en meget enkel printer, der kan levere utrolige resultater, hvis den bliver bygget korrekt.

I denne guide bruger vi en Prusa i3 som fundament. Vi skal afdække komponenternes betydning – for eksempel hotend og extruder – og se, hvordan disse og andre komponenter arbejder sammen og kan udskiftes og opgraderes. Der findes ikke nogen bedre måde at lære 3D-print at kende på end selv at bygge udstyret.

Efter adskillige timers byggeri kræver denne  elegante PRUSA i3 blot lidt kabeloprydning før det første print.

Efter adskillige timers byggeri kræver denne elegante PRUSA i3 blot lidt kabeloprydning før det første print.

Hvorfor bygge en 3D-printer?

Hvis man ser sig hurtigt omkring, vil man erfare, at prisen på 3D-printere nu er relativt lav. Man kan for eksempel få en XYZ Da Vinci Jnr til lidt over 3000 kroner.
Prusa sælger samlesæt og gør det selv-printere. Delenes kvalitet og muligheden for opgradering overgår de fleste billige sæt. Billige printere som XYZ er gode, men der er begrænsninger for materialer og printkvalitet, og billige sæt fra internettet omfatter som regel billige dele, og det er ofte svært at få dem til at printe driftssikkert.

Når man bygger sin egen 3D-printer, lærer man samtidig hvert eneste aspekt ved maskinen og processen at kende. På den måde får man ikke blot en bedre forståelse for, hvordan det hele virker, og hvordan man løser eventuelle problemer, man får også en bedre forståelse for, hvordan man får sin printer til at printe bedre. Når man arbejder med konstruktionen, opdager man, at der er mange dele, som kræver en indstilling eller justering, og det er derfor godt at vide, hvordan hver komponent forholder sig til resten af printeren. Det gælder især, hvis man skal søge hjælp online.

Samlesæt er billigst

Det er billigst at købe et samlesæt og få alle delene i hus. Selvom man ikke bruger den hotend og den extruder, der følger med, er det stadig billigere end at købe alle dele hver for sig. Et firma, der køber stort ind og sammensætter et samlesæt, kan sælge det komplette sæt for mindre, end man skulle give for de enkelte dele.

Når man skal købe et sæt, er der to mærker, man bør se på: Prusa (forsendelse til Danmark koster ca. 20 Euro), der er den oprindelige printerdesigner, eller Ooznest, der producerer en udmærket version.

Hvis du beslutter dig for at begynde med Adam og Eva, skal du downloade kildefilerne til Prusa i3. Et af problemerne her er, at det er en forudsætning for at kunne printe delene til at bygge 3D-printeren med, at man har en 3D-printer. Ring til Alexander den Store.

Nøglekomponenter

Prusa i3 har en flytbar byggeplatform på y-aksen, og den fører direkte tilbage til RepRap-konstruktionerne. Årsagen er, at den bruger færre dele end en printer, der er beregnet til at flytte platformen gennem z-aksen og printerhovedet gennem både x- og y-akserne – for eksempel printerne fra Ultimaker og Zortrax.

Før du begynder konstruktionen, skal vi se på nøglekomponenterne. Det er dele, som man kan opgradere under arbejdet eller i fremtiden. Formålet kan være at forbedre printkvaliteten eller driftssikkerheden, og det er derfor godt at vide lidt mere om dem og om de forskellige muligheder. Tingene hænger nemlig ofte sammen, og det er nogle af producenterne af de billige sæt på markedet ikke skrappe til at tage i betragtning.  

 

Ramme

De bevægelige dele og den nødvendige præcision kræver en solid ramme, der kan begrænse vibrationer til et minimum. Prøv at løfte en god printer, og du vil bliver forbløffet over dens vægt. Det skyldes delvis komponenterne, men vægten er i sig selv en vigtig egenskab. Man ser ofte plasticrammer til nogle Prusa i3-printere, men pas på de billige, tynde rammer, for de har en skadelig virkning på printkvaliteten. En god, solid metalramme er ofte den enkleste og billigste løsning.

Prusa i3’s ramme består af gevindskruer og 3D-printede dele, der udgør en solid rektangulær basis. Skruerne bliver justeret med møtrikker, således at hele rammen kan blive så solid og nøjagtig som muligt. Møtrikkerne sidder i en solid metalramme, der bærer motorerne og elektronikken. Selve rammen er skruet fast på basen. Rammens konstruktion er en relativt enkel sag, men det er afgørende, at man er nøjagtig under konstruktionen og sørger for, at afstandene mellem møtrikker og komponenter er korrekt. Det er nemmest at sikre sig, at alle afstandene er nøjagtige, hvis man bruger en skydelære eller en metallineal. Hvis man bruger et samlesæt, kan man nemt justere alle målingerne ved at flytte en skrue.

Se også:  Canon Maxify GX7050 [TEST]: God driftsøkonomi med fikse blæktanke
Filamentstørrelse

Filament er centralt for enhver FFM-printer, og man kan få det i forskellige materialer og størrelser. Man køber det viklet omkring spoler. Disse spoler er gennemgående ensartede i deres udformning, og der findes et godt udvalg af producenter, som laver filament af god kvalitet. Der er stor variation i filamentets kvalitet, og en investering i filament af høj kvalitet vil derfor have en enorm indflydelse på den kvalitet, man opnår.

Bortset fra filamentmaterialer drejer den første vigtige beslutning, man skal træffe, sig om størrelsen på den filament, man skal bruge til sin printer. Der findes to udbredte størrelser: 1,75 mm og 2,85 mm. Der er fordele og ulemper ved begge størrelser, og det drejer sig ikke kun om pris og kvalitet. Hovedreglen består i at holde sig til 1,75 mm, hvis man bruger et 12 V-system og vælge en af de to størrelser, hvis man bruger et 24 V-system.

Ingen forskel i printkvalitet

Hvis vi ser på 1,75 mm, har denne størrelse den fordel, at den kræver mindre varme og derfor mindre strøm, når den skal smeltes, og det gør den billigere i drift.
Brugen af filament på 1,75 mm er i mange tilfælde – og navnlig for en begynder – mere tolerant, når det gælder om at ramme temperaturerne nøjagtigt, og det er derfor nemmere at opnå print af god kvalitet og med mange detaljer.

På den anden side kan man i realiteten kun håndtere 2,85 mm med 24 V-printere, for det kræver mere strøm at smelte filamentet og tvinge det gennem dysen. Hvis man har store print, som skal laves relativt hurtigt, vil et 24 V-system være bedst egnet og ofte bedre til modeller, der kræver bridging og færre detaljer. Men hvis printeren er korrekt optimeret, er der ingen grund til, at der skulle være forskel på print, som er lavet med en af de to filamentstørrelser.

Luzbot Mini pakker funktionerne ind, og her kan man se ledeskruen, den opvarmede selv-udjævnende platform og en meget nydelig kabelføring.

Luzbot Mini pakker funktionerne ind, og her kan man se ledeskruen, den opvarmede selv-udjævnende platform og en meget nydelig kabelføring.

Filamenttype

De forskellige typer af filament har en langt større indflydelse på printerens arbejde. De to mest almindelige materialer er polylaktisk syre (PLA) og acrylonitril-butadien-styren (ABS). PLA er hurtigt ved at blive det foretrukne valg til mange printere. Det har nemlig flere fordele: Det er til at betale, det kan fås i en lang række farver, det er bionedbrydeligt, og man kan bruge det i næsten enhver 3D-printer.

PLA er blevet populært af en række grunde, men de to vigtigste egenskaber er, at det ikke lugter særlig meget, og det bliver ikke så nemt bøjet som andre filamenttyper. Det betyder, at man kan bruge det uden en heatbed. PLA bliver også mere flydende end andre materialer, når det bliver smeltet, og det betyder, at hurtig afkøling er afgørende. Hvis man beslutter sig for at bruge PLA, skal man have effektive ventilatorer tæt på printhovedet.

PLA er stærkere og stivere end ABS, men dets lavere smeltepunkt gør det uegnet i situationer, hvor printet bliver varmt, og det er tilbøjeligt til at blive deformeret, hvis man udsætter det for direkte sollys. ABS har længe været et af de mest brugte materialer til 3D-print. Også det kan man få i en række forskellige størrelser og farver, og det giver gode, præcise print. Et af problemerne ved ABS er, at det afgiver en stærk lugt af smeltet plastic, når det bliver printet. ABS har imidlertid et højere smeltepunkt og er derfor bedre egnet til generel brug.

Ekstruder

Ekstruderen er den mekanisme, som skubber filamentet gennem printerens hotend, men på trods af dens enkle funktion foregår der en ophedet debat om, hvilken type der er bedst. En ekstruder består som regel af en steppermotor og en del, der holder og trækker filamentet gennem systemet. Den standard-ekstruder, der bliver brugt i en Prusa i3, er en direct drive-ekstruder. Den er monteret sammen med printerens hotend på printhovedet og har den fordel, at der er en meget lille afstand fra drevet til hotenden, hvilket reducerer risikoen for, at filamentet stivner i dysen. Hvis man har en printer, der bruger 1,75 mm, vil en direct drive-ekstruder være den mest driftssikre. Imidlertid skaber det vibrationer at have en motor anbragt på printhovedet, og hovedet skal derfor være monteret solidt.

En bowden-ekstruder fører filamentet ind i systemet på afstand fra printhovedet, og dette system foretrækkes af nogle producenter, for eksempel Ultimaker. Efter stepper-motoren er fjernet fra printhovedet, er der mindre risiko for, at vibrationer fra motoren påvirker hovedets bevægelse. Hovedets mindre vægt forårsager også mindre friktion på printhovedets lejer og fører til en mere flydende bevægelse.

Det er generelt lettere at arbejde med direct drive-ekstrudere, når man er nybegynder, og der er mange værker til denne type printer, som man kan printe ud. Greg’s Wade-ekstruder er således en af de populæreste, og man finder en variant af den i den fremragende LulzBot Mini-printer. Den anden mulighed er imidlertid at satse på en integreret løsning, der gør det muligt at installere både ekstruder og hotend sammen. Et eksempel er Bulldog Lite Extruder, der følger med Ooznest-sættet.

PLA er et af de mest populære materialer, man kan bruge. Det er ret billigt, og det kan fås i et enormt udvalg af farver.

PLA er et af de mest populære materialer, man kan bruge. Det er ret billigt, og det kan fås i et enormt udvalg af farver.

Strømforsyning

En 3D-printers strømforsyning er essentiel, og mange mennesker bruger blot en, de har fisket ud af deres gamle computer. Det normale er 12 volt og 24 volt til hjemme-3D-printere, og de fleste komponenter kan levere disse spændinger. 12 volt er glimrende til maskiner, der kun printer filamenter med lavt smeltepunkt såsom PLA på 1,75 mm, mens ABS på 2,85 mm vil fungere langt bedre i et 24 volt-system.

De fleste Prusa i3-sæt bliver leveret som 12 volt, og det betyder, at deres hotend og øvrige komponenter skal kunne håndtere 12 volt. Hvis man efter at have bygget sin maskine finder ud af, at man gerne vil opgradere til 24 volt, skal disse komponenter også opgraderes. Når man begynder med 3D, er et 12 volt-system et godt valg, for det er billigere i drift. Men man skal vente længere på, at komponenterne varmer op.

Se også:  Ny A3-printer til fotografer tager mange papirtyper og printer til kant

Kontrolkort

Denne komponent udgør printerens hjerne. Den gør det muligt at realisere modeller, der er skabt i Blender eller en anden foretrukken 3D-applikation. Der er et godt udvalg af kort at vælge imellem, og hovedparten af dem er baseret på Arduino, og graden af kompleksitet varierer. I øjeblikket er det mest udbredte RAMPS 1.4.

Det er et gedigent kort, og det er meget nemt at konfigurere det med Prusa i3-firmwaren. Vi har afprøvet forskellige typer, og Rambo Mini er et af de mest driftssikre. Her er motordriverne indbygget i kortet sammen med varmesynkroniseringen. Under testen medførte dette kort færre fejl og mere konsistente resultater. Rambo Mini er for nylig blevet brugt i de officielle Prusa i3-sæt og i LulzBot Mini. En af de vigtigste fordele ved dette kort er, at man kan konfigurere det til autoplatform-udjævning.

Byggeplatform

Byggeplatformen er en essentiel del af maskinen. Den kan faktisk være så simpel som en glasrude. Men man skal dog overveje flere egenskaber: Hvis man kun vil printe PLA, kan en glasrude fungere glimrende. Brug blot lidt afdækningstape eller en limstift på overfladen til at klæbe plastic fast. Hvis man derimod vil printe ABS eller de fleste andre filamenttyper, er en varmeplade nødvendig for at undgå, at materialet krøller, og den hjælper med at få modellen til at hænge fast på overfladen.

Ligesom med andre komponenter skal man over platformens spænding. En 12 volt-platform bruger mindre strøm, men en på 24 volt varmer meget hurtigere op. Normalt er varmeplatforme simpelthen glas med en varmekilde nedenunder, men nogle producenter som for eksempel Zortrax er for nylig begyndt at bruge perforerede platforme. Det er vores erfaring, at de kan være lidt sværere i brug, men de leverer høje succesrater med et enormt udvalg af materialer.

Kontrolkort er med i alle 3D-printerens forhold, og det skal derfor være godt. Rambo Mini er en af de bedste opgraderinger, man kan få til Prusa i3 – til den pris.

Kontrolkort er med i alle 3D-printerens forhold, og det skal derfor være godt. Rambo Mini er en af de bedste opgraderinger, man kan få til Prusa i3 – til den pris.

Gør projektet færdigt

Når du er færdig med at bygge din printer, er det næste skridt at undersøge din maskine, før du laver dit første print. De fleste sæt omfatter et kontrolkort med den rigtige firmware forudinstalleret. Hvis det ikke er tilfældet – eller hvis du har opgraderet kortet – skal du downloade og installere Marlin-firmwaren. Det er temmelig ligetil: Man skal blot koble kortet til maskinen og derefter uploade filerne.

Man kan læse alle detaljerne for Prusa i3 her: http://reprap.org/wiki/Prusa_i3_Rework_Firmware. Når du er færdig, skal du downloade og installere Pronterface, der er Linux-versionen af softwaren. Når softwaren er installeret, kan man bruge den til at skabe forbindelse og afprøve printeren før det første print. Når du er færdig med det, skal du bruge noget slicersoftware til at konvertere en 3D-model til lag, der er parate til print. Den populæreste er Slicer. Og så kan du indlæse en 3D-fil i STL-format, vælge din printer og lave dit første print.

 

Få de rigtige lejer

Glidende bevægelse er afgørende for printerens nøjagtighed, og selvom der gennemgående er en minimal fejlmargen i de fleste forhold, der hører til 3D-print, vil de fleste problemer stamme fra mekanikken.

En af de enkleste opgraderinger består i at udskifte de lineære kuglelejer med polymer. Selvom disse lejer ikke føles så glatte, når man bevæger dem med hænderne, giver de mere konsistent friktionsstyring under belastning og konstant brug. Disse lejer er blevet udviklet til industriel brug på præcisionsmaskineri, og selvom de er dyre, når man køber dem enkeltvis, falder prisen voldsomt, hvis man køber 50 af dem.

Disse lejer kræver ingen form for smøring, og deres opdelte karakter betyder også, at hvis der kommer støv eller snavs i lejet, har det ringe eller slet ingen virkning. En anden stor fordel ved polymer er støj. Der er færre bevægelige dele og intet metal mod metal, og det reducerer støjen fra printeren markant. Af alle de opgraderinger, vi har foretaget af 3D-printere, har overgangen til polymerlejer været den bedste, og i det lange løb er den også den billigste.

Brugen af polymerlejer reducerer den støj, printeren udsender. Man kan tilmed bruge dem uden nogen form for smøring.

Brugen af polymerlejer reducerer den støj, printeren udsender. Man kan tilmed bruge dem uden nogen form for smøring.

 

Find en god hotend

En hotend af god kvalitet har enorm indflydelse på maskinens egenskaber, og den bør bestå af flere dele. Hoveddelen er af metal, og det er klogt at lede efter en med ekstern varmesynkronisering og med al elektronikken inklusive termistoren. Det er også afgørende, at den hotend, man vælger, har udskiftelige dyser.

Standarddyser – eksempel fra http://e3d-online.com – går fra 0,25 til 0,8. Standardstørrelsen for hovedparten af printere er 0,4 mm.

Når man vælger sin hotend, skal man sørge for at få den korrekte spænding på enten 12 eller 24 volt og vælge en, der er kompatibel med ens teknologi – enten direct drive eller Bowden – men mange hotends er i dag universelle.

Firmaet Hexagon har udmærkede hotends, der som standard bliver leveret af LulzBot og Ooznest. Sørg for at den hotend, du vælger, er kompatibel med de materialer, du vil printe med.

Den seneste samling hotends kan nå op på 400 graders varme og kan printe med et enormt udvalg af materialer, herunder nylon og metaller.

En god hotend er faktisk en ganske kompleks komponent. Her ligger heksagon-delene og et Bowden-adaptersæt ved siden af termistoren.

En god hotend er faktisk en ganske kompleks komponent. Her ligger heksagon-delene og et Bowden-adaptersæt ved siden af termistoren.

 

Ledeskruer vs. gevindskruer

Ledeskruer ses sjældent på Prusa i3-maskiner på grund af udgiften, og en hurtig internetsøgning viser hvorfor. Imidlertid er den forskel, de vil gøre på z-aksens nøjagtighed, enorm.
Gevindskruer – der er det mest udbredte – er faktisk kun beregnet til at holde tingene samlet. De har den rette størrelse og længde til at passe fint ind i de fleste hjemme-3D-printere. Men selvom gevindet og skruerne kan føles præcise nok, er der ingen garanti for afstandens nøjagtighed. Læg en gevindskrue på et fladt underlag og lad den rulle – du vil sandsynligvis konstatere, at den ikke er 100 procent lige. En ledeskrue, derimod, er beregnet til at levere nøjagtighed. Ligesom med polymerlejer er de udviklet til at blive brugt i maskiner med høj præcision.

Selvom ledeskruer i den dyre ende vil koste lige så meget som hele resten af printeren, kan billigere ledeskruer klare sig fint, og de er afgjort bedre end nogen gevindskruer. En god ledeskrue er dog kun halvdelen af historien, for man skal også bruge en møtrik til den. På grund af fremstillingsprocessen er de ofte lige så dyre som selve ledeskruen. De kan fås som standardmøtrikker eller antibacklash-møtrikker. Man kan justere disse backlash-møtrikker med en lille grub-skrue for at eliminere slør.

 


TAGS
3D-print
printer

DEL DENNE
Share


Mest populære
Populære
Nyeste
Tags

Find os på de sociale medier

Modtag dagligt IT-nyhedsbrev

Få gratis tech-nyheder i din mail-indbakke alle hverdage. Læs mere om IT-UPDATE her

Find os på FaceBook

AOD/AOD.dk

Brogårdsvej 22
DK-2820 Gentofte
Telefon: 33 91 28 33
redaktion@aod.dk

Audio Media A/S

CVR nr. 16315648,
Brogårdsvej 22
DK-2820 Gentofte
Telefon: 33 91 28 33
info@audio.dk
Annoncesalg:
Lars Bo Jensen: lbj@audio.dk Telefon: 40 80 44 53
Annoncer: Se medieinformation her


AOD/AOD.dk   © 2021
Privatlivspolitik og cookie information - Audio Media A/S